基于氟化聚三唑聚合物的高机械稳定性天然气分离膜材料研究

本文推荐一种新型氟化聚三唑（FPTA）聚合物膜材料，通过引入六氟异丙基（HFA）骨架和氟化苯胺侧链，显著提升CO2/CH4分离性能（渗透率800 psi下无塑化），为高压天然气纯化提供创新解决方案。

　　

Highlight

新型氟化聚三唑（FPTA）膜材料在高压天然气分离中表现卓越：通过六氟异丙基（HFA）骨架与氟化苯胺侧链（如五氟苯胺）的协同作用，实现CO₂渗透率提升与CH₄选择性保留，突破传统渗透-选择性权衡限制。

Chemical components and techniques

实验采用4,4'-六氟异丙基（HFA）、肼硫酸盐（HS）及系列氟化苯胺衍生物（纯度≥99%）为原料，通过缩聚法合成FPTA聚合物，并以溶液浇铸法制备薄膜。

FPTA polymer synthesis

以六氟异丙基（HFA）和肼硫酸盐（HS）为单体，在聚磷酸（PPA）催化下进行缩聚反应，生成含三唑环的聚合物主链，侧链引入不同氟化度的苯胺基团（如4-氟苯胺至五氟苯胺）。

C-NMR characterization of polymers

¹³C-NMR谱图显示，三唑环碳原子化学位移164.11 ppm证实成功缩聚，氟化侧链信号（如五氟苯胺中C-F键）进一步验证结构设计。

Conclusions

FPTA膜材料在800 psi纯CO₂高压下仍保持机械稳定性，对CO₂/CH₄的优异分离性能（渗透率提升50%以上）使其成为天然气工业脱碳的潜力候选。