压缩空气解决方案

作者:Matt Shipman,北卡罗莱纳州立大学

一个国际研究人员团队发现,它可以通过首先将材料浸入液态水中来显着提高现有聚合物从气体混合物中选择性去除二氧化碳(CO2)的能力。

“通常,通过某种材料提高气体的渗透性会损害材料的选择性,”北卡罗来纳州化学与生物分子工程学教授,著名的化学与生物分子工程学教授,材料科学与工程学教授Rich Spontak说。州立大学。 “以二氧化碳为例对此进行解释,气体越容易通过某种材料,通常该材料从混合气体中去除二氧化碳的能力就越差。它可以通过二氧化碳,但也可以通过其他气体。当工程设计用作气体分离膜的聚合物时,存在一个真正的权衡。

“我们发现的显着之处在于,我们能够大大提高聚合物的CO2渗透性,同时也略微提高了其CO2选择性。导致这一实质性改进的过程与低成本,无毒地改变膜的微观结构有关。时尚-我们将材料淹没在水中。”

可以滤出CO2的聚合物膜可用于各种应用,例如从天然气中去除CO2并隔离CO2以限制工业设施的排放。

此处讨论的聚合物是可回收,相对坚韧的热塑性弹性体,并且已被证明具有广泛的现代技术所需的性能。对于这项工作,研究人员着手研究材料的形态如何(包括聚合物分子的分子序列如何相对布置)如何影响其作为CO2选择性膜的性能。

气体通过聚合物的渗透性通常以Barrer单位进行测量。干燥后,CO2通过纸中检查的聚合物的渗透率小于30 Barrer。研究小组成员先前的工作表明,饲料中包含水蒸气可以提高CO2的渗透性,在相对湿度高于85%时,CO2的渗透率可高达100-190 Barrer。

挪威科技大学化学工程教授,论文的同时通讯作者邓丽媛说:“有了这些新的结果,我们证明了在90%的湿度下我们可以达到近500 Barrer的渗透率。” “与此同时,CO2相对于氮(N2)的选择性增加至约60。相比之下,可用于捕获CO2的最佳商用聚合物膜的渗透率高达〜200 Barrer,CO2 / N2选择性高达〜50,同时考虑这两个性能指标以实现具有竞争力的膜非常重要。

“这项工作证明了该聚合物在工业气体分离和碳捕集技术中的潜力,对提高生产效率和减轻全球气候变化的努力都有好处。它还为改变聚合物的形态提供了以前未曾探索过的简便方法。膜,并大大改善了气体传输性能。”

该论文“浸入水中后由中嵌段磺化的多嵌段聚合物衍生而来的高CO2渗透性膜”发表在NPG亚洲材料杂志上。

More information: Zhongde Dai et al, Highly CO2-permeable membranes derived from a midblock-sulfonated multiblock polymer after submersion in water, NPG Asia Materials (2019). DOI: 10.1038/s41427-019-0155-5

原文链接:https://phys.org/news/2019-10-simple-boosts-polymer-ability-filter.html

声明:本文由 鑫德泰工程机械 编译,中文内容仅供参考,一切内容以英文原版为准。


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