Pebax-1657的混合矩阵膜与H₂O₂改性球磨生物炭相结合,用于增强CO₂分离

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.
• 环境科学 环境科学

背景情况:

• 开发高效的二氧化碳 (CO2) 分离膜对于缓解气候变化至关重要.
• 生物炭是一种来自生物质的富含碳材料,由于其可调性特性,它显示出在混合矩阵膜 (MMM) 中作为填充剂的潜力.
• 提高聚合物矩阵内的生物炭的分散性和界面兼容性是提高膜性能的关键.

研究的目的:

• 用于制备和描述用过氧化改性球磨小麦生物炭 (BMWB).
• 为制造BMWB/Pebax-1657混合矩阵膜 (MMM) 用于二氧化碳分离.
• 评估BMWB整合对Pebax-1657膜二氧化碳分离性能的影响.

主要方法:

• 小麦生物炭是使用球磨和过氧化处理来制备和修改的.
• BMWB被纳入Pebax-1657中,以创建混合矩阵膜 (MMM).
• MMM 的气体分离性能 (CO2 透性和选择性) 在 25 °C 和 0.2 MPa 的温度下进行了测试.

主要成果:

• 球磨削减少了生物炭颗粒大小,增加了表面积和功能组强度.
• 过氧化的修饰增强了含氧的功能组,改善了水友性和分散性.
• 使用3重%BMWB的MMM显示CO2透率增加了38.8% (97.75巴雷尔) 和CO2/N2选择性增加了32.8% (62.3).

结论:

• 加入BMWB显著提高了Pebax-1657膜的二氧化碳分离性能.
• 由于功能组和增强的气体运输通路在BMWB中改善了CO2亲和力,这有助于提高膜性能.
• 这些发现突显了改性生物炭作为先进气体分离膜的成本效益和可持续填充剂的潜力.