金属协调,双交叉连接的PIM聚合物膜用于升级的CO2分离:老化和塑化抵抗力
Iqubal Hossain1, Kwan Il Kim1, Asmaul Husna1
1Department of Energy Engineering, Hanyang University, Seoul, 04763, Republic of Korea.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|November 2, 2024
概括
金属离子增强内在微性的聚合物 (PIMs),以改善二氧化碳 (CO2) 分离. 这种双重交叉连接策略提高了透性和选择性,超过了工业应用的性能限制.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 聚合物化学 聚合物化学
背景情况:
- 本质微孔性聚合物 (PIMs) 在CO2分离方面面临限制,包括中度选择性和不稳定性.
- 现有的PIM-1膜显示出潜力,但需要用于实际工业用途的增强.
研究的目的:
- 通过加入金属离子来提高PIM-1的二氧化碳分离性能.
- 研究双重交联对聚合物结构和气体传输特性的影响.
- 开发稳定高性能膜,用于混合气体的分离.
主要方法:
- 通过离子和协调结合,将金属离子纳入均化PIM-1 (cPIM).
- 使用金属离子与碳酸 (─COOH) 和胺 (─CONH2) 基进行双交联.
- 制造和测试用于CO2/N2和CO2/CH4分离的金属协调膜.
主要成果:
- 优化的协调膜实现了~2500的二氧化碳透率的障碍,CO2/N2选择性为27.1和CO2/CH4选择性为23.
- 性能超过了原始cPIM和2008年罗伯森上限限制.
- 膜表现出长期稳定性 (20天) 和抗塑化能力高达20bar.
结论:
- 与金属离子的双交联有效地重组了PIM-1,提高了CO2分离能力.
- 修改后的膜为工业气体分离提供了卓越的透性,选择性和稳定性.
- 这些膜在实际混合气体分离应用中显示出显著的前景.


