Sulfonated Chitosan Gel Membrane with Confined Amine Carriers for Stable and Efficient Carbon Dioxide Capture

渗透 促进扩散 胺气处理 烟气 二乙烯三胺 化学工程 化学 扩散 二氧化碳 膜技术 有机化学 渗透 热力学 物理 工程类 生物化学
作者
Lixinyu Wang,Shangwen Zha,Jian Jin,Jian Jin
出处
期刊:Chemsuschem [Wiley]
被引量:1
标识
DOI:10.1002/cssc.202400160
摘要

Abstract Capturing carbon dioxide (CO 2 ) from flue gases is a crucial step towards reducing CO 2 emissions. Among the various carbon capture methods, facilitated transport membranes (FTMs) have emerged as a promising technology for CO 2 capture owing to their high efficiency and low energy consumption in separating CO 2 . However, FTMs still face the challenge of losing mobile carriers due to weak interaction between the carriers and membrane matrix. Herein, we report a sulfonated chitosan (SCS) gel membrane with confined amine carriers for effective CO 2 capture. In this structure, diethylenetriamine (DETA) as a CO 2 ‐mobile carrier is confined within the SCS gel membrane via electrostatic forces, which can react reversibly with CO 2 and thus greatly facilitate its transport. The SCS ion gel membrane allows for the fast diffusion of amine carriers within it while blocking the diffusion of nonreactive gases, like N 2 . Thus, the prepared membrane exhibits exceptional CO 2 separation capabilities when tested under simulated flue gas conditions with CO 2 permeance of 1155 GPU and an ultra‐high CO 2 /N 2 selectivity of above 550. Moreover, the membrane retains a stable separation performance during the 170 h continuous test. The excellent CO 2 separation performance demonstrates the high potential of gel membranes for CO 2 capture from flue gas.
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