作者：Matt Shipman,北卡羅萊納州立大學

一個國際研究人員團隊發現，它可以通過首先將材料浸入液態水中來顯著提高現有聚合物從氣體混合物中選擇性去除二氧化碳（CO2）的能力。

“通常，通過某種材料提高氣體的滲透性會損害材料的選擇性，”北卡羅來納州化學與生物分子工程學教授，著名的化學與生物分子工程學教授，材料科學與工程學教授Rich Spontak說。州立大學。 “以二氧化碳為例對此進行解釋，氣體越容易通過某種材料，通常該材料從混合氣體中去除二氧化碳的能力就越差。它可以通過二氧化碳，但也可以通過其他氣體。當工程設計用作氣體分離膜的聚合物時，存在一個真正的權衡。

“我們發現的顯著之處在于，我們能夠大大提高聚合物的CO2滲透性，同時也略微提高了其CO2選擇性。導致這一實質性改進的過程與低成本，無毒地改變膜的微觀結構有關。時尚-我們將材料淹沒在水中。”

可以濾出CO2的聚合物膜可用于各種應用，例如從天然氣中去除CO2并隔離CO2以限制工業設施的排放。

此處討論的聚合物是可回收，相對堅韌的熱塑性彈性體，并且已被證明具有廣泛的現代技術所需的性能。對于這項工作，研究人員著手研究材料的形態如何（包括聚合物分子的分子序列如何相對布置）如何影響其作為CO2選擇性膜的性能。

氣體通過聚合物的滲透性通常以Barrer單位進行測量。干燥后，CO2通過紙中檢查的聚合物的滲透率小于30 Barrer。研究小組成員先前的工作表明，飼料中包含水蒸氣可以提高CO2的滲透性，在相對濕度高于85％時，CO2的滲透率可高達100-190 Barrer。

挪威科技大學化學工程教授，論文的同時通訊作者鄧麗媛說：“有了這些新的結果，我們證明了在90％的濕度下我們可以達到近500 Barrer的滲透率。” “與此同時，CO2相對于氮（N2）的選擇性增加至約60。相比之下，可用于捕獲CO2的最佳商用聚合物膜的滲透率高達〜200 Barrer，CO2 / N2選擇性高達〜50，同時考慮這兩個性能指標以實現具有競爭力的膜非常重要。

“這項工作證明了該聚合物在工業氣體分離和碳捕集技術中的潛力，對提高生產效率和減輕全球氣候變化的努力都有好處。它還為改變聚合物的形態提供了以前未曾探索過的簡便方法。膜，并大大改善了氣體傳輸性能。”

該論文“浸入水中后由中嵌段磺化的多嵌段聚合物衍生而來的高CO2滲透性膜”發表在NPG亞洲材料雜志上。

More information: Zhongde Dai et al, Highly CO2-permeable membranes derived from a midblock-sulfonated multiblock polymer after submersion in water, NPG Asia Materials (2019). DOI: 10.1038/s41427-019-0155-5

原文鏈接：https://phys.org/news/2019-10-simple-boosts-polymer-ability-filter.html

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