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Enhanced Permeation through CO2-Stable Dual-Inorganic Composite Membranes with Tunable Nanoarchitectured Channels
ACS Sustainable Chemistry & Engineering ( IF 7.1 ) Pub Date : 2018-05-18 00:00:00 , DOI: 10.1021/acssuschemeng.8b00792 Guanying Dong 1, 2 , Xuke Zhang 1 , Yatao Zhang 1 , Toshinori Tsuru 2
ACS Sustainable Chemistry & Engineering ( IF 7.1 ) Pub Date : 2018-05-18 00:00:00 , DOI: 10.1021/acssuschemeng.8b00792 Guanying Dong 1, 2 , Xuke Zhang 1 , Yatao Zhang 1 , Toshinori Tsuru 2
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In this work, dual-inorganic composite membranes were prepared with outstanding CO2 separation performance by assembling the largely different aspect-ratio nanostructured materials, including the porous reduced graphene oxide (PRG) and modified halloysite nanotubes (mHNTs), into the Pebax 1657 matrix (CO2 permeability, 124 barrer; ideal CO2/N2 selectivity, 118). This unique separation performance stems from the molecular sieving effect of PRG and preferable stacking behavior between PRG and mHNTs, which improves the efficiency of molecular discrimination and decreases the gas-transport resistance. In addition, the as-prepared membranes show good chemical stability and nearly 500% improvement in CO2 permeability with wet CO2/N2 gas mixture (1/9, v/v). It is also found that the transition of membrane morphology occurs from the PRG-rich nanoarchitecture to mHNTs-rich nanoarchitecture at the mHNTs to PRG mass ratio of 7.5, resulting in an opposite tendency for the CO2/N2 ideal selectivity. Moreover, the as-prepared membranes show great advantage in comparison to the conventional polymeric membranes for carbon capture because of the excellent compaction- and plasticization-resistant behavior.
中文翻译：
通过具有可调纳米结构通道的CO 2稳定双无机复合膜增强渗透
在这项工作中，通过将纵横比大不同的纳米结构材料（包括多孔还原氧化石墨烯（PRG）和改性的埃洛石纳米管（mHNTs））组装到Pebax 1657基质中，制备了具有出色的CO 2分离性能的双无机复合膜。（CO 2渗透性，124 barrer；理想的CO 2 / N 2选择性，118）。这种独特的分离性能源于PRG的分子筛作用以及PRG与mHNT之间的良好堆叠行为，从而提高了分子识别效率并降低了气体传输阻力。此外，制得的膜表现出良好的化学稳定性，CO 2改善了近500％湿CO 2 / N 2混合气体（1 / 9，v / v）的渗透率。还发现，在mHNT与PRG的质量比为7.5时，膜形态从富PRG的纳米结构向富mHNT的纳米结构发生转变，导致CO 2 / N 2理想选择性的相反趋势。而且，与常规的用于碳捕获的聚合物膜相比，所制备的膜由于优异的抗压性和抗塑化性能而显示出很大的优势。
更新日期：2018-05-18
中文翻译：
通过具有可调纳米结构通道的CO 2稳定双无机复合膜增强渗透
在这项工作中，通过将纵横比大不同的纳米结构材料（包括多孔还原氧化石墨烯（PRG）和改性的埃洛石纳米管（mHNTs））组装到Pebax 1657基质中，制备了具有出色的CO 2分离性能的双无机复合膜。（CO 2渗透性，124 barrer；理想的CO 2 / N 2选择性，118）。这种独特的分离性能源于PRG的分子筛作用以及PRG与mHNT之间的良好堆叠行为，从而提高了分子识别效率并降低了气体传输阻力。此外，制得的膜表现出良好的化学稳定性，CO 2改善了近500％湿CO 2 / N 2混合气体（1 / 9，v / v）的渗透率。还发现，在mHNT与PRG的质量比为7.5时，膜形态从富PRG的纳米结构向富mHNT的纳米结构发生转变，导致CO 2 / N 2理想选择性的相反趋势。而且，与常规的用于碳捕获的聚合物膜相比，所制备的膜由于优异的抗压性和抗塑化性能而显示出很大的优势。
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