Construction of high-performance thin-film composite membrane for CO2 separation via interface engineering

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作者
Zhao‐Xu Wang,Wei-Shi Sun,Wenhai Zhang,Shuo Li,Ming‐Jie Yin,Quan‐Fu An
出处
期刊:Separation and Purification Technology [Elsevier BV]
卷期号:322: 124348-124348 被引量:15
标识
DOI:10.1016/j.seppur.2023.124348
摘要

High-efficiency CO2 capture has become increasingly vital for alleviating the ongoing global temperature which leads to severe impacts on virtually every aspect of human life. Thin-film composite membranes (TFCM) have attracted growing attention for conducting CO2 capture, owning to their energy-efficient and environment-friendly merits. However, the nonideal interface between the gutter layer and the separation layer hampers the fabrication of defect-free and thin separation layer, which renders low separation performance. In this work, we developed a strategy, i.e., coupling the oxygen-plasma modification with spin-coating, for engineering the interface between the gutter layer and separation layer of TFCM. Leveraging this idea, the TFC membrane, consisting polydimethylsiloxane (PDMS) served as the gutter layer and poly (ether-block-amide) (PEBA) as the thin separation layer, was manufactured by conveniently spin-coating PEBA solution on the oxygen-plasma-treated PDMS layer. The optimized PEBA-based TFCM membrane realized superior separation performance, e.g., a CO2 permeance of 2011 GPU, a CO2/N2 selectivity of 24, and 100-hour stably running, which outperformed most of the reported PEBA-based TFCM. Thus, the interface engineering strategy proposed in this study opens a new door for rational fabrication of high-performance TFCM.
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