只需加水:简单的步骤提高聚合物从混合气体中过滤二氧化碳的能力
立即发布
一个国际研究小组发现，它可以显著提高现有聚合物选择性去除二氧化碳(CO2)，首先将物质浸入液态水中。
“通常，提高气体通过材料的渗透性会损害材料的选择性，”Rich Spontak说，他是一篇关于这项工作的论文的共同通信作者，也是北卡罗来纳州立大学化学与生物分子工程特约教授和材料科学与工程教授。用一氧化碳来解释2例如，气体越容易通过一种材料，该材料通常越不容易去除CO2从气体混合物中。它让狱警通过2但它也会让其他气体通过。当工程聚合物用作气体分离膜时，确实需要权衡。
“我们的发现的非凡之处在于，我们能够大幅改善聚合物的CO2渗透率改善它的公司2选择性。导致这一重大改进的过程与以低成本和无毒的方式改变膜的微观结构有关——我们将材料浸入水中。”
可以过滤CO的聚合物膜2是理想的应用，如去除CO2从天然气中分离CO2以限制工业设施的排放。
这里讨论的聚合物是一种热塑性弹性体，它是可回收的，相对坚韧，而且已经被证明是这样的理想的属性用于广泛的当代技术。在这项工作中，研究人员着手研究材料的形态——组成聚合物分子的分子序列是如何相对排列的——如何影响其作为CO的性能2选择性膜。
气体通过聚合物的透气性经常降低以巴勒单位计量的．干燥时，CO的渗透性2通过在纸上检测的聚合物小于30巴勒。以前的工作研究小组成员的报告显示，在饲料中加入水蒸气可以改善CO2在相对湿度超过85%时，可高达100-190 Barrer。
“有了这些新结果，我们已经证明，在90%的湿度下，我们可以达到近500 Barrer的渗透性，”挪威科技大学化学工程教授、论文的共同通信作者Liyuan Deng说。同时，CO的选择性2相对于氮(N2)增加至约60。为了比较，最好的商业聚合物膜可以用于CO2俘获具有高达~200巴的渗透率和CO2/ N2选择性高达~50。同时考虑这两种性能指标以实现具有竞争力的膜是非常重要的。
“这项工作证明了这种聚合物在工业气体分离和碳捕获技术中的应用潜力，对制造效率和减缓全球气候变化都有好处。它还提供了一种以前没有探索过的简便途径，通过它可以改变聚合物膜的形态，并极大地改善气体传输性能。”
纸”,高有限公司2-渗透性膜，由中间段磺化多段聚合物在水中浸泡后得到发表在杂志上NPG亚洲材料．论文第一作者是挪威科技大学的戴忠德。该论文由国家科技大学的Jing Deng、Hesham Aboukeila和Luca Ansaloni共同撰写;Università di Bologna的Marco Giacinti Baschetti;闫佳琦，北卡州立大学博士生;Kenneth Mineart以前是Spontak实验室的学生，现在在Bucknell大学的化学工程学院工作。
这项工作是在欧洲委员会地平线2020研究和创新计划的NanoMEMC2项目和北卡罗来纳州立大学无纺布研究所的支持下完成的。这项研究还使用了先进光子源(Advanced Photon Source)的资源，这是美国能源部科学办公室的一个用户设施，由阿贡国家实验室(Argonne National Laboratory)运营。
希普曼-
编辑:研究摘要如下。
“高度有限公司2-浸水后由中间段磺化多段聚合物制成的可渗透膜
作者: Dai Zhongde, Jing Deng, Hesham Aboukeila, Luca Ansaloni, Liyuan Deng，挪威科技大学;Marco Giacinti Baschetti, Università di Bologna;北卡罗来纳州立大学闫佳琦和理查德·j·斯普林塔克;以及Bucknell大学的Kenneth P. Mineart
发表: 10月1日,NPG亚洲材料
DOI: 10.1038 / s41427 - 019 - 0155 - 5
文摘:以减轻大气CO的影响2在全球气候变化方面，气体分离材料同时表现出高co2必须提高混合物的渗透性和选择性。在本研究中，CO2研究了四种不同溶剂制备的中间嵌段磺化嵌段聚合物膜的传输。结果表明，膜的形态和伴随的气体传输特性对铸造溶剂和相对湿度很敏感。我们同样报告了一个有趣的观察结果:这些热塑性弹性体膜浸没在液态水中，然后在分析之前进行干燥，不仅促进了膜形态的实质性变化，而且还显著改善了CO2渗透率和有限公司2/ N2选择性。测量有限公司2渗透率和有限公司2/ N2分别为482 Barrer和57的选择性值超过了罗布森上限，表明这些纳米结构膜是针对CO的气体分离技术的有前途的候选材料2捕捉。
- 类别:
