Вода улучшила способность полимера удалять СО2 из смеси газов

Москва, 14:26, 02 Окт 2019, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.

Международная команда исследователей нашла способ значительно улучшить способность существующего полимера избирательно удалять диоксид углерода из смеси газов. Перед началом работы материал нужно погрузить в воду.

Выводы проекта представлены в NPG Asia Materials, сообщает sciencedaily.com. Обычно, проницаемость материала увеличивается в ущерб избирательности. Так, чем легче углекислому газу преодолеть барьер, тем хуже он удаляет вещество из смеси. При создании сепарирующих полимеров необходимо идти на компромиссы.

«Наши результаты примечательны тем, что мы смогли заметно увеличить проницаемость для СО2, одновременно улучшив селективность. Позволивший это сделать процесс связан с преобразованием микроструктуры мембраны недорогим, нетоксичным способом. Материал поместили в воду», — сказал профессор Рич Спонтак, один из ответственных авторов из Университета Северной Каролины.

Полимерные мембраны, используемые для фильтрации диоксида углерода, используются в разных сферах. Их изготавливают из термопластичного эластомера – перерабатываемого, сравнительно прочного материала с подходящими свойствами. Исследователи решили выяснить, как морфология материала влияет на производительность мембран.

Проницаемость обычно измеряют единицами Баррера. У сухого полимера показатель для СО2 составляет менее 30 Барреров. Ранее исследователи показали, что введение в сырье водяного пара повышает проницаемость. При относительной влажности более 85% она достигает 100-190 Барреров.

«Новый проект показал, что можно добиться почти 500 Барреров при влажности 90%, — сказал профессор Норвежского научно-технологического университета Лиюань Дэн, один из ответственных авторов. – Одновременно избирательность к СО2 относительно азота увеличивается примерно до 60. Для сравнения, лучшие коммерческие полимерные мембраны для диоксида углерода имеют проницаемость до 200 Барреров и селективность CO₂/N2 – до 50».

Материал подходит для промышленного разделения газов и технологий захвата углеродных выбросов. Исследование также предложило новый способ изменения морфологии мембран для улучшения их свойств.