科学家发明纳米多孔膜实现高效气体分离节能

明星  2020/10/26

英国剑桥大学的科学家最近发明了一种新的纳米多孔膜材料,可以极现在还有一些杂志或书籍会随书附送CD/DVD大的提高膜的选择性,而膜的渗透性比传统的商业化分离膜高100到1000倍。研究人员表示,如果能制备成商业化组件,将有望变革膜分离技术。相关研究5月28日发表于《自然—通讯》杂志。

膜分离技术是21世纪的前沿技术,在能源、化工、石油、天然气,冶金、环保、水处理、食品、医药、生物工程等诸多领域已经得到较大规模地开发和应用,产生了巨大的经济和社会效益,“十二五”末中国的膜产业将达到千亿级规模。气体膜分离技术根据不同气体分子渗透性的不同,可以实现低能耗的选择性分离,已经广泛应用于空气分离、氢气回收和净化,天然气净化、石油裂解气氢气回收,烯烃和烷烃分离等方面。传统已商业化的气体分离膜材料,渗透性和选择性相互限制,亟需开发新型高性能膜分离材料。

微孔有机聚合物是近年来新研发的纳米多孔材料,在气体存储、吸附、分离和催化等应用领域极具潜力,其中自具微孔聚合物(PolymersofIntrinsicMicroporosity,PIMs)可以用常见的有机溶剂溶解,容易加工处理成任意形状,具有广阔的应用前景。该类聚合物具有刚性而且扭曲的基不应该图有花架子团结构,可以避免高分子链紧密堆积,从而形成大量相通的微孔(小于2纳米)和超微孔(小于1纳米)。理想的分离膜就像筛子一样,小的气体分子可以快速滤过,大的分子被截留,微孔有机聚合物的孔径分布较宽,气体分离的选择性受到限制。剑桥大学的研究团队采用自具微孔有机聚合物,制备成薄膜,通过紫外光辐照,引发膜表面的聚合物氧化,促使链紧密排列,孔径变窄。研究人员测试了该合成膜对于氢气,二氧化碳,氧气,氮气和甲烷等工业气体的分离特性,膜的选择性接近或高于传统的气体分离膜材料,而膜的渗透性比目前工业用膜材料高100到1000倍。

论文的第一作者,剑桥大学卡文迪许实验室的国家公派博士生宋启磊表示,我们的方法非常简单,从反应工程学的角度,通过改变光化学反应条件,在分子尺度调控膜内微孔的大小和分布,从而提高膜的分离性能。通过本论文的研究,我们对材料的物理化学特性有了更深入的理解,有望开发出更好的膜材料和技术应用。针对中国以煤燃烧发电为主的国情,膜分离技术有着特别重要的应用前景,比如用于大规模空气分离制氧实现煤的富氧清洁燃烧,以及燃煤电站烟气二氧化碳分离捕集等过程。这些新的膜材料和技术在国内的推广应用,将为国内的经济发展和环境保护作出一定贡献。

该研究团队的领导者,剑桥大学研究员EasanSivaniah表示,我们还在大力研发新型膜材料和拓展新型膜的应用领域,正在将新型纳米多孔膜应用到水处理、海水淡化、生物液体燃料及生物油组分分离、和新能源储存技术等领域。

该论文的合作者包括剑桥大学材料系的eetham教授研究组成员、清华大学化学系吉岩副研究员、和卡塔尔大学化工系-Muhtaseb教授。

该项目主要受英国工程和自然科学研究委员会(EPSRC)、卡塔尔国家科研基金(QNRF)、欧洲研究委员会(ERC)、国家留学基金委“国家建设高水平大学公派研究生项目”和东南大学的支持。

广泛前壁心肌梗死
小孩拉肚子怎么办呢
衡阳治白癜风的专科医院
相关推荐
永葆青春防止皮肤衰老的纳米含金织物节能

永葆青春:防止皮肤衰老的纳米含金织物希望永法伦表示葆青春的女性常常使用各种护肤产品来防止皮肤衰...

明星 · 2020-11-20 15:38:54
eHR自行开发还是选择成熟产品节能

今年5月启亚达公司开始eHR选型,任命IT经理苏鹏负责eHR项目。人力资源部总监李楠催着IT部门到处询价,苏...

明星 · 2020-11-20 12:51:46
统一通信3G优化了互联网应用节能

政府部门掌握社会信息资源80%的有价值的信息,是信息资源的最大拥有者。同时政府也是社会活动的中心...

明星 · 2020-11-20 12:25:34
吉盛祥带头捍卫普洱茶生态坐标节能

吉盛祥带头捍卫普洱茶“生态”坐标中国茶资讯:就近日发生的茶产品不合格以及稀土超标事件,以子众系...

明星 · 2020-11-20 11:59:40
各国小动画有哪些文化特点节能

各国小动画有哪些文化特点?每个国家追求的目标不一样,那么制作出来的作品也会不一样。一般我们喜爱...

明星 · 2020-11-20 11:55:54
少年派的青春想要一个姜冠南这样的男同学节能

《少年派》的青春,想要一个姜冠南这样的男同学!6月高考季,高考结束当天,就有一部反映高中生活的新...

明星 · 2020-11-20 11:30:10