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離子液體助力混合基質(zhì)膜中的CO2分離【默尼化工離子液體】

2025-02-20 10:04:04 sh默尼 2

在化工行業(yè)中，氣體分離過程的優(yōu)化是一項重大挑戰(zhàn)。如從沼氣或者天然氣中凈化甲烷(CH4)時必須要去除CO2，以防止設(shè)備腐蝕和熱值降低等問題。將重量輕、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的多孔共價有機(jī)框架(COFs)材料摻入膜中，可以實現(xiàn)更節(jié)能、更緊湊的分離過程。

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混合基質(zhì)膜(MMMs)通過將COFs引入聚合物基質(zhì)中，為其大規(guī)模生產(chǎn)提供了可能。然而，由于填料孔徑的限制，COF基MMMs的分離性能通常遠(yuǎn)低于行業(yè)預(yù)期。因此，需要建立一種完全不同的CO2篩分策略來解決MMMs中非選擇性孔帶來的問題。
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基于此，來自湖南大學(xué)的王少飛和石河子大學(xué)的李雪琴研究團(tuán)隊提出：使用大孔徑的COF作為電荷調(diào)節(jié)的主體材料，具有不對稱陽離子和陰離子的離子液體(ILs)作為調(diào)節(jié)多孔材料電荷的有效客體材料，通過主客體相互作用加載到COF孔中制備具有不同電荷的離子液體-COF復(fù)合材料，并將復(fù)合材料在Pebax基質(zhì)中制備用于CO2/CH4分離MMMs。本研究通過用不同離子液體修飾COF實現(xiàn)了電荷由負(fù)到正的反轉(zhuǎn)，并將其用于Pebax膜分離CO2/CH4。正電荷的離子液體-COF在MMMs中形成局部正電場，提高了CO2/CH4的選擇性。其中，Pebax/ILs2C-COF MMMs在6wt.%時分離性能最佳。該研究為膜的設(shè)計提供了新視角，在CO2分離行業(yè)具有潛在應(yīng)用前景。
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原文鏈接：

https://doi.org/10.1002/adfm.202419475

原文作者：

Chao Liang, Yong Zhang, Jiangnan Yu, Qingbin Che, Shaofei Wang, and Xueqin Li

DOI: 10.1002/adfm.202419475


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