Linking CO2 Sorption Performance to Polymer Morphology in Aminopolymer/Silica Composites through Neutron Scattering

化学 介孔二氧化硅 聚合物 吸附 物理吸附 中子散射 化学工程 介孔材料 小角中子散射 吸附 涂层 散射 扩散 高分子化学 有机化学 热力学 工程类 催化作用 物理 光学
作者
Adam Holewinski,Miles A. Sakwa‐Novak,Christopher W. Jones
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:137 (36): 11749-11759 被引量:141
标识
DOI:10.1021/jacs.5b06823
摘要

Composites of poly(ethylenimine) (PEI) and mesoporous silica are effective, reversible adsorbents for CO2, both from flue gas and in direct air-capture applications. The morphology of the PEI within the silica can strongly impact the overall carbon capture efficiency and rate of saturation. Here, we directly probe the spatial distribution of the supported polymer through small-angle neutron scattering (SANS). Combined with textural characterization from physisorption analysis, the data indicate that PEI first forms a thin conformal coating on the pore walls, but all additional polymer aggregates into plug(s) that grow along the pore axis. This model is consistent with observed trends in amine-efficiency (CO2/N binding ratio) and pore size distributions, and points to a trade-off between achieving high chemical accessibility of the amine binding sites, which are inaccessible when they strongly interact with the silica, and high accessibility for mass transport, which can be hampered by diffusion through PEI plugs. We illustrate this design principle by demonstrating higher CO2 capacity and uptake rate for PEI supported in a hydrophobically modified silica, which exhibits repulsive interactions with the PEI, freeing up binding sites.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
醉舞烟罗完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
Yn完成签到 ,获得积分10
1秒前
后知后觉完成签到,获得积分10
3秒前
6秒前
10秒前
研友_VZG7GZ应助hwezhu采纳,获得10
10秒前
11秒前
11秒前
仁爱的伯云完成签到,获得积分10
12秒前
八九完成签到 ,获得积分10
12秒前
13秒前
13秒前
Mouasin完成签到,获得积分10
13秒前
顺其自然完成签到 ,获得积分10
14秒前
李昕123发布了新的文献求助10
15秒前
xiao双月完成签到,获得积分10
15秒前
zyd应助Touching采纳,获得20
17秒前
Xiaoyan发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
笑点低戾完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
19秒前
hwezhu发布了新的文献求助10
22秒前
呼呼呼发布了新的文献求助10
23秒前
ln1111完成签到,获得积分10
23秒前
黑妖完成签到,获得积分10
24秒前
25秒前
25秒前
26秒前
MOS完成签到,获得积分10
26秒前
陈曦完成签到,获得积分10
27秒前
houchengru应助Hang采纳,获得10
27秒前
哭泣嵩发布了新的文献求助10
29秒前
温柔一刀完成签到,获得积分10
30秒前
zzz发布了新的文献求助10
30秒前
研友_Lwb9X8发布了新的文献求助10
31秒前
唐宋元明清完成签到,获得积分0
31秒前
bkagyin应助顺顺欣采纳,获得10
33秒前
blUe完成签到,获得积分10
36秒前
高分求助中
Bayesian Models of Cognition:Reverse Engineering the Mind 800
Essentials of thematic analysis 700
A Dissection Guide & Atlas to the Rabbit 600
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 568
Внешняя политика КНР: о сущности внешнеполитического курса современного китайского руководства 500
Revolution und Konterrevolution in China [by A. Losowsky] 500
Manual of Sewer Condition Classification 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3122853
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2773205
关于积分的说明 7716973
捐赠科研通 2428741
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1289978
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 621678
版权声明 600188