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分子模拟研究三维扭曲催化芳烃-降冰片烯环化聚合物膜的CO_(2)/N_(2)分离机理
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作者 李紫鹃 谭晓艳 +5 位作者 吴永盛 杨陈怡 陈红 毕小刚 刘捷 喻发全 《化工学报》 北大核心 2025年第5期2348-2357,共10页
膜分离技术是一种高效、节能的CO_(2)分离技术。固有微孔梯形聚合物因其高孔隙率、高选择性、结构稳定等优点被视作CO_(2)分离技术的优势材料。通过分子动力学模拟方法构建了三维扭曲催化芳烃-降冰片烯环化(CANAL)梯形聚合物膜(CANAL-Me... 膜分离技术是一种高效、节能的CO_(2)分离技术。固有微孔梯形聚合物因其高孔隙率、高选择性、结构稳定等优点被视作CO_(2)分离技术的优势材料。通过分子动力学模拟方法构建了三维扭曲催化芳烃-降冰片烯环化(CANAL)梯形聚合物膜(CANAL-Me-S5F膜)对CO_(2)/N_(2)混合气体的吸附和渗透模型,并对其CO_(2)/N_(2)分离性能进行研究。为了充分考虑聚合物链的柔性特征,在计算过程中,聚合物膜的大部分结构保持自由运动状态。结果表明,CO_(2)在CANAL-Me-S5F膜中的吸附量(4.00 mmol/g)明显大于N_(2)(0.30 mmol/g),这是由CANAL-Me-S5F与CO_(2)分子之间更强的相互吸引作用决定的。CANAL-Me-S5F膜中CO_(2)和N_(2)的渗透率分别为22546.09 Barrer和1094.01 Barrer,渗透选择性α_(P(CO_(2)/N_(2)))为20.61,该渗透选择性与已报道的实验数值十分吻合。CANAL-Me-S5F膜对CO_(2)分子呈现出较高的渗透选择性,主要是由CO_(2)在膜材料中的高溶解度(即优先吸附)主导的。研究结果可从微观层面为新型气体分离聚合物膜的设计与开发提供理论支撑。 展开更多
关键词 固有梯形聚合物 CO_(2)/N_(2)分离 膜 分离 分子模拟
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