纳米薄膜复合膜的瓶刷聚 (1,3-二氧化) 由聚乙烯糖醇塑化) 为CO2/N2 分离
Gengyi Zhang1, Shiwen Dong1, Narjes Esmaeili1
1Department of Chemical and Biological Engineering, University at Buffalo, The State University at New York, Buffalo, NY, 14260, USA.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|April 30, 2025
概括
可溶性聚1,3-二氧化) 瓶刷聚合物使纳米薄膜复合膜能够捕获二氧化碳. 使用PEGDME塑化可提高二氧化碳的透性,同时保持选择性,为工业应用提供了实际的解决方案.
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:
- 聚 (1,3-二氧化) 由于高乙烯氧含量,对二氧化碳捕获有希望.
- 这些聚合物常见的交叉连接阻碍了制造工业薄膜复合膜的过程.
- 开发可加工,高性能的二氧化碳捕获聚合物对于工业应用至关重要.
研究的目的:
- 合成可溶性,高分子量聚1,3-二氧化) 瓶刷聚合物 (bPDXLA).
- 为了证明使用bPDXLA的纳米薄膜复合膜 (NCM) 的制造.
- 通过用聚乙烯糖醇二甲基乙烯 (PEGDME) 增强bPDXLA膜的性能.
主要方法:
- 通过可逆添加-碎片化链转移 (RAFT) 聚合合成瓶刷聚合物 (bPDXLA).
- 制造薄 (≈100 nm) 的复合膜.
- 用PEGDME添加剂和不使用PEGDME添加剂的膜在25°C的性能测试.
主要成果:
- 成功合成了可溶性,高分子量bPDXLA.
- 证明了制造薄bPDXLA复合膜的可行性.
- 结合20%质量的PEGDME显著改善了CO2透率 (930到1300GPU),同时保持了良好的CO2/N2选择性 (74到53).
- 塑化膜表现出稳定的性能,与商业标准相竞争.
结论:
- 瓶刷架构使得可溶性,可加工的聚1,3-二氧化可用于膜应用的设计成为可能.
- 像PEGDME这样的可混合增塑剂提供了一种简单的途径,可以提高这些膜的二氧化碳捕获性能.
- 这种方法为开发用于工业气体分离工艺的先进聚合物膜提供了实用途径.
