内在微孔性聚合物PIM-1的绿色合成用于气体分离
Alisha Ayyaz1, Andrew B Foster1, Levente Cseri2
1Department of Chemistry, The University of Manchester, Manchester M13 9PL, United Kingdom.
ACS sustainable chemistry & engineering
|February 28, 2025
概括
这项研究引入了一种更绿色的聚合物内在微性 (PIMs) 的合成,使用甲基-5-(dimethylamino) -2,2-dimethyl-5-oxopentanoate (MDDOP) 溶剂,减少废物并保持分离技术的膜性能.
科学领域:
- 聚合物化学 聚合物化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 绿色化学 绿色化学
背景情况:
- 本质微性聚合物 (PIM) 对于节能分离技术至关重要.
- 目前的PIM合成依赖于常规溶剂,促使人们需要更绿色的替代品.
- 扩大PIM生产需要环保的聚合方法.
研究的目的:
- 为原型PIM,PIM-1开发一个更绿色的合成路线.
- 评估甲基-5-(dimethylamino) -2,2-dimethyl-5-oxopentanoate (MDDOP) 作为用于PIM-1合成的可持续溶剂.
- 评估使用新型溶剂合成的PIM-1的环境影响和性能.
主要方法:
- 使用MDDOP作为溶剂合成PIM-1,这是RhodiasolvPolarClean的结构模拟.
- 在MDDOP合成上进行了基于质量的绿色指标分析.
- 研究了使用不同单体 (TFTPN,TCTPN) 的不同温度和反应时间的PIM-1聚合.
- 从优化的PIM-1和测试的气体分离性能 (CO2/CH4,CO2/N2) 制造的膜.
主要成果:
- 与PolarClean相比,MDDOP合成产生的废物较少.
- 甲醇和MDDOP的回收使溶剂废弃物减少了22%.
- 与TCTPN合成的聚合物比使用TFTPN的聚合物具有更高的摩尔质量.
- 来自优化PIM-1的膜显示了与传统合成PIM-1相比,可比的CO2/CH4和CO2/N2分离性能.
结论:
- MDDOP为PIM-1合成提供了一种可行的绿色溶剂.
- 开发的方法减少了溶剂浪费,并保持了高性能分离能力.
- 这种方法支持用于可持续分离技术的PIM扩展.
