Nonaqueous Interfacial Polymerization-Derived Polyphosphazene Films for Sieving or Blocking Hydrogen Gas

化学 氢氧化钾 聚合 渗透 氢氧化物 聚磷腈 无机化学 高分子化学 氧气 聚合物 有机化学 生物化学
作者
Farzaneh Radmanesh,Alberto Tena,Ernst J. R. Sudhölter,Mark A. Hempenius,Nieck E. Benes
出处
期刊:ACS applied polymer materials [American Chemical Society]
卷期号:5 (3): 1955-1964 被引量:3
标识
DOI:10.1021/acsapm.2c02022
摘要

A series of cyclomatrix polyphosphazene films have been prepared by nonaqueous interfacial polymerization (IP) of small aromatic hydroxyl compounds in a potassium hydroxide dimethylsulfoxide solution and hexachlorocyclotriphosphazene in cyclohexane on top of ceramic supports. Via the amount of dissolved potassium hydroxide, the extent of deprotonation of the aromatic hydroxyl compounds can be changed, in turn affecting the molecular structure and permselective properties of the thin polymer networks ranging from hydrogen/oxygen barriers to membranes with persisting hydrogen permselectivities at high temperatures. Barrier films are obtained with a high potassium hydroxide concentration, revealing permeabilities as low as 9.4 × 10–17 cm3 cm cm–2 s–1 Pa–1 for hydrogen and 1.1 × 10–16 cm3 cm cm–2 s–1 Pa–1 for oxygen. For films obtained with a lower concentration of potassium hydroxide, single gas permeation experiments reveal a molecular sieving behavior, with a hydrogen permeance of around 10–8 mol m–2 s–1 Pa–1 and permselectivities of H2/N2 (52.8), H2/CH4 (100), and H2/CO2 (10.1) at 200 °C.

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