电聚合新型聚间苯二胺薄膜及H2/CO2分离性能研究

作     者：张蒙茜 张玉莹 秦家轩 冯霄 李雪艳 畅通 杨海英 

作者机构：运城学院应用化学系 北京理工大学化学与化工学院 太原科技大学化学工程与技术学院 

出 版 物：《化学学报》 (Acta Chimica Sinica)

年 卷 期：2025年第2期

页      面：132-138页

核心收录：

学科分类：080706[工学-化工过程机械] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：山西省基础研究计划项目(202203021212301,202303021222244,202303021211188,202303021212214) 运城市基础研究项目(YCKJ-2023049) 运城学院博士科研启动项目(YQ-202414)和运城学院科研创新团队建设计划资助 

主　　题：电聚合 聚间苯二胺 共轭微孔聚合物 氢气分离 分子动力学模拟 

摘      要：膜分离技术由于高能效、操作简便等优势已成为分离纯化氢气的关键技术之一.其中,聚合物膜因其成本低廉、易于加工已大规模商业化,但绝大多数聚合物膜无法突破渗透性和选择性之间的“博弈效应.对此,本工作合理设计并选用具有多个电化学活性位点的苯胺类衍生物1,3,5-三氨基苯（1,3,5-TAB）、邻苯二胺（OPD）和间苯二胺（MPD）作为构筑单元,通过条件温和可控的电聚合方法将刚性微孔骨架引入聚合物膜中,得到致密无缺陷的自支撑聚间苯二胺（PMPD）膜材料,其H2渗透率为1350 Barrer, H2/CO2选择性为30,分离性能突破了聚合物膜的Robeson上限,且膜材料具有良好的热稳定性和长循环稳定性.实验和分子动力学模拟研究结果均表明,H2在膜材料中的扩散性能远高于CO2,占主导分离作用.这种操作简单且普适的电聚合策略为设计其他用于能源气体分离的共轭微孔聚合物膜材料提供了重要的参考价值.