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离子液体改性PVC用于分离CO2/CH4混合气体
发布时间:2020-09-03     作者:harry   分享到:

化石生物质的燃烧物促使大地层结中CO2氧浓度的增高,**转暖已是为主要要的坏境故障 。由于,开发设计经济增长**的CO2捕集工艺具有重要的研究意义。目前CO2分离技术主要有吸收、吸附、低温分离和膜分离。在这些技术中,由于具有低能耗、高热稳定性和机械稳定性等优点,聚合物膜被广泛用于O2/N2、H2/N2、He/N2、H2/CH4和CO2/CH4的气体混合物分离。但膜的工业应用却受到聚合物膜反渗透和选择性的限制。因此,各种用于提高气体分离聚合物膜的性能的方法被提出来,其中接枝法是能**改善聚合物膜的性能的方法之一。

聚氯丁二烯(PVC)是一个种体现了更好化学工业的强度的抗造超材料合成树脂物,是因为其合成树脂物链的低还是资产流动性性而体现了较低的混合气体融合实力。所以,也许PVC在各制造行业中达到了具有广泛性的运用,但PVC膜在汽体分离处理方便的采用并不长见。但假如将PVC膜来增韧,就由可能会获取高汽体进行渗透系数的膜。

为此,大不里士二本大学Abbas Mehrdad等等经由接枝1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐([VBIm][Br]),1-乙烯基-3-丁基咪唑四氟硼酸盐([VBIm][BF4]),1-乙烯基-3-丁基咪唑硫氰酸盐[VBIm][SCN]对PVC改性,提高了PVC膜的透气性,并用于分离CO2/CH4混合气体。


图1. 获得举手图

(照片来源地:Separation and Purification Technology

研究分析专业人员用红外光谱分析对所分解成的阳离子气体配位高聚物开展了表现,得知在2965cm-1、1640–1730 cm1、1519  cm1处的吸收率峰主要为咪唑环上的C-H、C=C、C=N伸缩式共振,这也说了解该整合物的成功率合出。和化学元素进行检测仪測試说明该整合物的接枝率快要3.7%。


图2. 不同阴离子对CO2和CH4透过离子膜的影响

(小图片来自:Separation and Purification Technology

研究人员发现PVC[VBIm][X]离子膜对CO2的渗透性高于CH4气体,这可能是由于扩散和溶解度系数的差异。然而,CO2和CH4的动力学直径的差异较小。因此,可以认为气体的溶解是膜渗透的主要机制。


图3. 的温度对空气挑选性的不良影响

(产品图片原因:Separation and Purification Technology

设计人员管理对影向气态侵入的具体条件实施了试验,出现逐渐负担提升CO2和CH4的渗透率都降低,但是选择性有所提升,这也说明在较高压力下,相对于扩散现象,气体渗透过程中溶解起着主要作用。研究人员还发现随着温度的升高,膜内气体的透过率增大,然而CO2/CH4的选择性降低。因此,可以在较低的温度和较高的压力下获得更好的气体选择性。


图4. 阴铝离子对混合气体抑制性的作用

(图片文字源头:Separation and Purification Technology

此外,研究人员对阴离子的影响进行了探究,发现与[Br]-和[BF4]-阴离子相比,[SCN]-阴离子改性的聚合物膜显示出更好的CO2气体分离性能,这可能是由于CO2与[SCN]-阴离子之间具有更强的相互作用。同时具有不同阴离子[Br]-、[BF4]-和[SCN]-阴离子的PVC-[VBIm][X]离子聚物膜在分离CO2/CH4的方面的稳定性依赖于PVC膜。

由此可见所说,的研究的人员将阴阳离子液聚合反应物膜应用于CO2/CH4的混合气体分离,并且取得了良好效果,有望进一步提高其实用性。


原句下载链接:

//www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1383586619307439

阅读答案我:

Abbas Mehrdad, Narmin Noorani

DOI: 10.1016/j.seppur.2019.05.086