微孔聚亚胺膜用于高效分离液态烃混合物

【字体: 时间:2025年05月23日 来源:SCIENCE 44.7

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  为实现有机溶剂分子高效分离以助力化工石化行业低碳化,研究人员开展基于酸催化界面聚合的烃类分离分子工程研究。通过将 linkage 由酰胺改为亚胺并引入三蝶烯、螺双芴等形状持久单元,制得的聚亚胺膜具超高微孔率、抗溶胀性,分离性能优于对照膜。

  
膜工艺或为分离复杂烃类混合物提供更节能路径。为最大化通量与选择性,通常基于酰胺化学将聚合物薄膜涂覆于多孔载体。Lee 等人利用界面聚合制备含亚胺键的薄膜聚合物,其中形状持久单体为最终薄膜引入高自由体积。作者采用酸催化技术,使两种单体均溶于有机相,与含酸催化剂水相接触时发生聚合。聚亚胺薄膜性能优于聚酰胺同类产品,且能抵抗许多有机溶剂引起的溶胀及随之而来的选择性下降。界面聚合是制备脱盐膜的工业标准,将其概念扩展至有机溶剂分子分离,可通过高效原油或生物原油分馏助力化工和石化行业脱碳。本研究报道基于酸催化界面聚合的高效烃分离分子工程方法,设计策略包括(i)将 linkage 从酰胺改为亚胺,(ii)引入三蝶烯(triptycene)和螺双芴(spirobifluorene)等形状持久单元。所制备的聚亚胺膜与传统聚酰胺膜相比,表现出超高微孔率和增强的抗溶胀及抗塑化性能。这些膜具有对烃类(包括多组分和工业相关混合物)的快速选择性传输特性,性能优于商业和最先进的基准膜。

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