基于 PEG 的半互穿硫醇 - 烯网络的设计：苯基与硅氧烷片段对 CO2 与 N2 及 O2 分离的协同效应 开放获取

《Journal of Materials Chemistry A》：Design of PEG-Based Semi-Interpenetrating Thiol-Ene Networks: Synergistic Effects of Phenyl and Siloxane Moieties on CO2 vs N2 vs O2 SeparationOpen Access

　　

聚乙二醇（PEG）因其重复的环氧乙烷（EO）单元与 CO? 之间具有强热力学亲和力，被广泛应用于 CO? 分离膜中。然而，同时优化渗透性和选择性仍然是持续存在的挑战。在此，我们报道了一个理性设计的硫醇-烯平台，该平台能够精确控制网络架构、交联密度和链段运动性。通过将 PEG 整合到完全交联的硫醇-烯框架和半互穿聚合物网络（半 IPN）中，我们系统地阐明了宿主网络结构如何决定其与 PEG 链之间的物理相互作用。关键在于，这使我们能够界定完全发挥 PEG 传输优势所需的具体热机械性能，如玻璃化转变温度（T_g）、储能模量（G'）和形态结构。这种对网络动力学的根本性理解建立了明确的构效关系，直接展示了有针对性的结构调控如何控制 CO? 渗透性以及关键的 CO?/N? 和 CO?/O? 选择性。在纯气渗透性测试中，含有 1:1:2 侧挂苯环、甲氧基硅烷二烯单体和 PEG 结合的四面烯分子的网络，与纯 PEG 膜相比，将 CO? 渗透率从约 12 巴提升至 3984 巴，同时具有竞争力的 CO?/N? 选择性约 22，CO?/O? 选择性约 12，显示出芳环、甲氧基硅烷和 EO 单元之间的协同效应。此外，我们通过将这些功能化硫醇-烯膜部署在伪多级分离配置中进行验证，展示了从工业相关气体混合物中浓缩 CO? 的能力。

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? 2026 作者。由英国皇家化学会出版

2026

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