Block copolymer membranes based on polyetheramine and methyl-containing polyisophthalamides designed for efficient CO2 separation

共聚物 巴勒 气体分离 溶解度 高分子化学 选择性 材料科学 环氧乙烷 聚合 化学工程 有机化学 化学 聚合物 催化作用 生物化学 工程类
作者
Xin Fu,Xueqin Li,Ruili Guo,Jianshu Zhang,Xingzhong Cao
出处
期刊:High Performance Polymers [SAGE Publishing]
卷期号:30 (9): 1064-1074 被引量:6
标识
DOI:10.1177/0954008317737822
摘要

A series of block copolymer membranes was designed using polyetheramine (PEA) and methyl-containing polyisophthalamides (MPA) for the separation of carbon dioxide (CO 2 )/methane (CH 4 ) gas mixtures. PEA consists of abundant ethylene oxide units, which show good affinity with CO 2 , and MPA consists of methyl (Me) substituents, which can increase the fractional free volume of block copolymer membranes. The Me substituents were introduced into MPA via polymerization from isophthaloyl dichloride (IPC), 2,5-dimethyl-1,4-phenylenediamine (DPD), and 4,4′-bis(3-aminophenoxy)diphenyl sulfone (BADS). Therefore, the CO 2 solubility and diffusivity in the membranes could be improved by tailoring the PEA/MPA mass ratio and BADS/DPD mole ratio, respectively. The membrane with a PEA/MPA mass ratio of 6/4 and a BADS/DPD mole ratio of 1/10 exhibited optimum CO 2 separation performance with a CO 2 permeability of 629 Barrer and CO 2 /CH 4 selectivity of 23 at 2 × 10 5 Pa and 25°C.

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