聚丙烯中空纤维膜接枝胺化聚甲基丙烯酸缩水甘油酯用于气体混合物分离的性能提升研究

为解决CO2吸附效率低的问题，研究人员通过γ射线辐照结合甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和乙醇胺/三乙胺/二乙胺改性聚丙烯中空纤维膜，系统探究了接枝度(GD%)和胺化率(DA%)对CO2吸附的影响。结果表明，该改性膜在5-15% CO2浓度和50-150 cm3/min流速下表现出优异的吸附性能，为碳捕集技术提供了新型吸附材料。

　　

这项突破性研究展示了如何通过辐射接枝化学打造"超级海绵膜"。科研团队像分子裁缝般，用γ射线(γ-irradiation)作为"分子针线"，将甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)精准缝合到聚丙烯(PP)中空纤维表面，再通过乙醇胺等胺类化合物进行二次"分子装修"。扫描电镜(SEM)下可见，改性后的纤维表面如同纳米级珊瑚礁，布满蜂窝状结构；傅里叶变换红外光谱(FTIR)则捕捉到胺基(-NH₂)特征峰如指纹般清晰可见。

有趣的是，当含5-15% CO₂的气流(50-150 cm³/min)穿过这些"分子陷阱"时，高流速反而导致气体分子像赶集的游客般匆匆掠过，接触时间不足使得吸附量骤降。而随着CO₂浓度增加，吸附位点如同早高峰的地铁座位迅速饱和。这种"过客效应"揭示了气体吸附中动力学与热力学的精妙博弈，为下一代碳捕集材料设计提供了重要启示。