Новости химической науки > Полимер улучшает производительность мембран

Термическая перегруппировка полиимидов приводит к образованию узких пор с формой бутылочного горлышка, отличающихся улучшенной селективностью и пропускающей способностью.

Рассмотрение среднестатистической полимерной мембраны на микроскопическом уровне позволяет увидеть микроландшафт, пронизанный каналами и порами. Размеры и форма этих пор определяет способность материала к разделению ионов и молекул.

При нагревании полиимид перегруппировывается в более пространственно затрудненную структуру, существенно улучшающую производительность мембранно-транспортного разделения. (Рисунок: Science 2007, 318, 254).

Янг Му Ли (Young Moo Lee) из Университета Ханянг (Сеул) разработал новый тип полимерной мембраны, обеспечивающей стократное увеличение пропускающей способности и селективности в сравнении с мембранами, изготовленными из обычных полимеров. Новая мембрана может найти применение в разделении газовых смесей, создании органических батарей и топливных элементов.

Ключом к производительности материала являются уникальные поры в форме бутылочного горлышка, напоминающие ионные каналы клетки. Эти тонкие проходы могут пропускать линейную молекулу CO₂, задерживая тетраэдрическую CH₄.

Команда Ли получила такие пористые структуры за счет перегруппировки ароматических полиамидов. При нагревании полиимиды переходят в более пространственно затрудненные мета- или пара-замещенные фениленовые гетероциклические структуры. Дальнейшая подстройка размеров пор может осуществляться с помощью кислотных добавок HCl или H₃PO₄.

Нейл МакКеоун (Neil McKeown) из Университета Кардиффа отмечает уникальную селективность новых материалов для строения мембран. Он полагает, что разработка Ли представляет собой удачный компромисс хорошей селективности и высокой проницаемости наряду с легкостью производства.

Источник: Science 2007, 318, 254

метки статьи: #аналитическая химия, #физическая химия, #химическая технология, #химия поверхности, #химия полимеров