从乙烷中分离乙烯的极端能源密集型深冷分离法(即低温精馏技术)cryogenic distillation,其可替代或瓶颈问题,一直是长期挑战之一。分离膜Membrane技术是一种理想的替代技术,具有潜在的低能耗。然而,由于乙烯 (3.75 Å) 和乙烷 (3.85 Å)尺寸相似,目前工业实施膜技术的关键障碍是聚合物、无机或杂化膜材料的低混合气体选择性。
近日,沙特 阿卜杜拉国王科技大学(King Abdullah University of Science & Technology)Khalid Hazazi, Yingge Wang,Ingo Pinnau等,在Nature Materials上发文,报道了一种精密分子筛和抗塑化碳膜,基于热解形状持久的三蝶烯基梯形聚合物制备而成。该聚合物具有内在的微孔性,具备乙烯/乙烷分离混合气体性能,在10bar进料压力下,具有~100选择性,并呈现30天的长期连续稳定性。这些亚微孔碳膜,为膜技术提供了新的机会,有望应用在石化和天然气工业中广泛、众所周知难题应用领域。Precise molecular sieving of ethylene from ethane using triptycene-derived submicroporous carbon membranes.基于三蝶烯衍生的亚微孔碳膜,从乙烷中精确筛分乙烯。图1:基于3D梯形聚合物前体制备和表征碳分子筛Carbon Molecular sieves,CMS膜材料。
图2 热解温度对碳分子筛CMS膜性能的影响。
图3:梯形三蝶烯-TB前体的结构和碳分子筛CMS膜的气体渗透性能。
图4:衍生自Trip(Me2)-TB碳分子筛CMS膜的表征。
图5:碳分子筛CMS膜的气体输运性能。
Hazazi, K., Wang, Y., Ghanem, B. et al. Precise molecular sieving of ethylene from ethane using triptycene-derived submicroporous carbon membranes. Nat. Mater. (2023). https://doi.org/10.1038/s41563-023-01629-7https://www.nature.com/articles/s41563-023-01629-7声明:仅代表译者个人观点,小编水平有限,如有不当之处,请在下方留言指正!