<listing id="j353l"></listing>
<var id="j353l"></var>
<progress id="j353l"></progress>
<cite id="j353l"><strike id="j353l"><thead id="j353l"></thead></strike></cite> <cite id="j353l"></cite>
<cite id="j353l"><strike id="j353l"></strike></cite>
<var id="j353l"><video id="j353l"></video></var>
<var id="j353l"></var>
<cite id="j353l"></cite>
<var id="j353l"></var>
<var id="j353l"></var>
<var id="j353l"></var>

新聞資訊

NEWS CENTER

20

2022

-

08

北京化工大學秦培勇教授團隊JMCA:“自引發-自聚合”法制備聚合物膜用于生物乙醇滲透汽化分離

作者:


  能源危機和環境問題不斷制約著經濟社會的可持續發展,生物質能源作為化石能源的有效替代品,對優化能源結構、減少溫室氣體排放、解決三農問題等具有重要意義。生物乙醇作為一種新型清潔能源受到廣泛關注,正逐漸成為化石能源的有益補充。然而,纖維素乙醇產業化過程面臨生產成本高等主要問題,究其原因是溶劑產物抑制微生物代謝,導致發酵液中乙醇濃度極低,造成下游分離過程能耗急劇增加。滲透汽化膜分離技術近年來逐漸成為研究的熱點,具有高穩定性、低能耗、無細胞毒性等特點;特別適用于過程耦合實現生物乙醇的原位分離。聚二甲基硅氧烷膜PDMS是當前研究、需求量大的滲透汽化膜材料;被視作醇類選擇性膜材料的基準。然而,傳統PDMS膜制備采用熱交聯法,固化過程不可控且時間過長,工業放大過程中連續制備難度大。

北京化工大學秦培勇教授團隊JMCA:“自引發-自聚合”法制備聚合物膜用于生物乙醇滲透汽化分離

  對于上述問題,北京化工大學秦培勇教授等人創新性地利用光交聯反應超快速可控的特征,提出了一系列光誘導聚合成膜工藝設計,極大改善了基于PDMS基質的滲透汽化膜制備效率與分離性能。課題組此前報道了:(1)構建了紫外光自由基型成膜體系,甲基丙烯酸酯基PDMS經紫外輻照30s即可固化成膜,比傳統的熱交聯固化速度快3個多數量級,大幅強化了膜制備效率和固化反應可控性(Angew.Chem.Int.Ed.2019,58,17175-17179);(2)開發了陽離子光引發環氧開環聚合成膜新方法,有效避免了半封閉式操作條件中氧阻聚影響,成膜時間200s,該方法制得膜分離丁醇/水溶液分離因子45,膜通量1119gm-2h-1(J.Membr.Sci.2020,612,118472);(3)采用光引發劑TPO-L實現了PDMS可見光輻照成膜過程,解決了紫外光在操作過程中的光污染問題,該膜分離糠醛/水溶液膜通量1299.5gm-2h-1和分離因子40.2(J.Membr.Sci.2022,653,120515)。(4)通過將光響應型氟單體替代傳統有機溶劑,在實現無溶劑制備過程的基礎上,降低膜表面自由能,提升抗生物污染性能,克服了滲透汽化性能與抗污性之間的Trade-Off(GreenChem.2021,23,7053)。(5)總結了過去10年有關PDMS基滲透汽化膜的研究進展,從PDMS分子結構設計、多孔粒子功能化和先進的制備方法以及發酵-分離耦合體系四個方面,歸納了提升PDMS膜制備效率與強化分離性能的方法和策略,該綜述對推進PDMS膜在生物燃料醇制備領域的應用有一定的借鑒作用(Sep.Purif.Technol.2022,298,121612)。
  
  文章亮點
  
  傳統高分子光固化體系中,光引發劑PI通常以游離態形式物理共混于預聚體,由于其與聚合物的物化性質存在顯著差異,造成鑄膜液長時間放置不穩定,PI團聚、析出,甚至分相;PI分布較少的部分引發效率不足,局部固化不完全,導致無法連續收卷,產生缺陷。本工作報道了一種基于PI-PDMS集成策略的自引發-自聚合膜制備新方法,通過對PDMS分子鏈同時修飾PI-1173IPS與交聯劑KH571,成功合成了兼具“自引發-自聚合”功能的PDMS預聚體;該預聚體可穩定放置10天且PI含量>5wt%;聚合程度在1min內即可達到80-91%;該膜分離乙醇/水溶液性能優異,分離因子和膜通量分別高達8.5和1277gm-2h-1。重要的是,該方法具有一定的通用性,可為聚合物膜的光交聯規?;苽涮峁┮粋€可靠思路。

北京化工大學秦培勇教授團隊JMCA:“自引發-自聚合”法制備聚合物膜用于生物乙醇滲透汽化分離

  圖1.基于PI-PDMS集成策略提升PI穩定性的機理圖。

北京化工大學秦培勇教授團隊JMCA:“自引發-自聚合”法制備聚合物膜用于生物乙醇滲透汽化分離

  圖2.兼具“自引發-自聚合”功能PDMS預聚體合成路線。

北京化工大學秦培勇教授團隊JMCA:“自引發-自聚合”法制備聚合物膜用于生物乙醇滲透汽化分離

  圖3.制備膜的乙醇分離性能與近些年文獻報道的結果對比。
  
  相關文章在線發表在JournalofMaterialsChemistryA。該課題得到了國家重點研發計劃與國家自然科學基金的資助與支持。文章第一作者為北京化工大學司志豪博士與碩士生劉暢,通訊作者為北京化工大學秦培勇教授。

国产自产21区最新资源,国产AV一区二区三区精品,国产伦精品一区二区三区四区,中文字幕丰满乱孑伦无码专区
<listing id="j353l"></listing>
<var id="j353l"></var>
<progress id="j353l"></progress>
<cite id="j353l"><strike id="j353l"><thead id="j353l"></thead></strike></cite> <cite id="j353l"></cite>
<cite id="j353l"><strike id="j353l"></strike></cite>
<var id="j353l"><video id="j353l"></video></var>
<var id="j353l"></var>
<cite id="j353l"></cite>
<var id="j353l"></var>
<var id="j353l"></var>
<var id="j353l"></var>