浙江大學徐志康教授/張超研究員團隊 Small:支撐液膜穿上聚酰胺裝甲,耐用的新型氣體分離膜
2024-02-22 來源:高分子科技
人們期待能夠依靠穩定高效的方式,從各類工業廢氣或空氣中捕獲富集二氧化碳,并將之用于更具附加值的工業生產活動中去,在解決環境問題的同時,創造更多的經濟價值。制備獲取兼具高效、長期服役、耐壓的二氧化碳氣體分離膜是實現“碳中和”的一大關鍵技術。
圖1. 裝甲離子液體支撐液膜的設計思路(A)和制備過程(B)。
圖3. 裝甲離子液體支撐液膜優秀且耐用的二氧化碳分離性能。
另一方面,裝甲離子液體支撐液膜具有優秀的長期穩定性。在長期測試中,常規支撐液膜僅運行36 h即擊穿。而裝甲支撐液膜可以連續運行超過150 h,其二氧化碳/氮氣理論分離比逐漸增加(圖3 A和B)。裝甲離子液體支撐液膜的穩定運行壓力超過先前報道的各類支撐液膜(圖3 C)。同時,其長期運行時的CO2/N2氣體分離性能也超過先前報道的以四氟硼酸鹽形成的離子液體支撐液膜材料(圖3 D)。
綜上所述,裝甲離子液體支撐液膜在不影響分離效率的情況下顯著提高了傳統支撐液膜的穩定性,使其適用于需要高壓和長期服役的廣泛氣體分離工況。同時,原位界面聚合制備方法的簡便性和通用性使得裝甲設計能夠很好地應用于各種基底上。從更長遠的角度來看,他們的設計為基于裝甲設計功能材料提供了一種新的范式,并為在CO2分離過程中開發高性能支撐液膜鋪平了道路。
原文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202310092
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(責任編輯:xu)
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