Enhanced gas separation by free volume tuning in a crown ether-containing polyimide membrane

聚酰亚胺 膜 选择性 冠醚 乙醚 单体 气体分离 高分子化学 二胺 共聚物 材料科学 聚合物 化学 化学工程 有机化学 催化作用 离子 工程类 生物化学 图层(电子)
作者
Beibei Zhang,Jie Qiao,Dongyun Wu,Xinping He,Jingjun Liu,Chunhai Yi,Suitao Qi
出处
期刊:Separation and Purification Technology [Elsevier BV]
卷期号:293: 121116-121116 被引量:35
标识
DOI:10.1016/j.seppur.2022.121116
摘要

Tuning coupled free volume and pore size distribution is of great significance for membrane-based gas separation. In the present work, a polyimide membrane containing bulky -CF3 group and crown ether ring structure was developed using 4, 4′ - (hexafluoroisopropylidene) diphthalic anhydride as dianhydride monomer, 2, 2′-bis [4-(4-aminophenoxy)phenyl] -hexafluoropropanane and di(aminobenze)-21-crown-7-ether as diamine monomers. Diamine monomer with large bulky -CF3 grant the polyimide membrane more free volume, which was helpful for gas permeability enhancement. Besides, crown ether could act as a pores size distribution tuning monomer, which endowed membranes with improved gas selectivity. Results showed that the introduction of crown ether into polyimide backbone exhibited a significant impact on free volume and pores size distribution. Typically, with the increasing crown ether content, the free volume decreased, whereas the relative available free volume ratio (FAVi/FAVj) achieved a remarkable increment. It's also worth noting that the pores size distribution was changed by copolymerization with crown ether. The intensity of macro-pore gradually decreased accompanied with an increase in micro-pore structure. As a result, the gas selectivity significantly increased. Compared the membrane without crown ether, the maximum selectivity enhancement was achieved at 30 mol% di(aminobenze)-21-crown-7-ether content. It exhibited remarkable selectivity increments about 204.8%, 198.8%, 123.2%, and 115.4% for He/CH4, H2/CH4, CO2/CH4, and CO2/N2, respectively. These results took a huge step forward which nearly hit up to the 2008 Robeson's upper bound, especially for CO2/CH4.
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
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
orixero的应助被crr采纳,获得10
1秒前
秋风的应助被安安采纳,获得10
1秒前
云ye完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
耶耶发布了新的文献求助20
2秒前
yxl发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
芋泥发布了新的文献求助20
4秒前
万能图书馆的应助被夏天采纳,获得30
4秒前
4秒前
6秒前
7秒前
可靠F发布了新的文献求助10
7秒前
CodeCraft的应助被猪猪hero采纳,获得10
8秒前
WTX完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
CipherSage的应助被爱学习的白树采纳,获得10
9秒前
9秒前
悍悍发布了新的文献求助10
10秒前
OK的应助被碧蓝尔蓝采纳,获得150
10秒前
10秒前
jaykin发布了新的文献求助10
10秒前
早邦发布了新的文献求助10
10秒前
阳子发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
柴柴祺祺发布了新的文献求助10
12秒前
情怀的应助被Joey采纳,获得10
12秒前
small完成签到 ,获得积分10
14秒前
14秒前
14秒前
小马甲的应助被lxy采纳,获得10
15秒前
15秒前
16秒前
萧小五发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
happy发布了新的文献求助10
16秒前
糖糖完成签到 ,获得积分10
16秒前
完美访风完成签到,获得积分10
17秒前
null的应助被jaykin采纳,获得10
18秒前
兔斯基WOW完成签到,获得积分10
18秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
拉伸高分子熔体中缠结行为的模拟和小角中子散射研究 600
Cellulose and Cellulose Derivatives: Synthesis, Modification and Applications 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8141510
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9541324
关于积分的说明 21645690
捐赠科研通 7725567
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3421374
关于科研通互助平台的介绍 2546516
邀请新用户注册赠送积分活动 2463608