原油混合物的熱蒸餾是一個能源密集型過程,占全球能源消耗的1%。由于其固有的能效優(yōu)勢,基于膜的分離是蒸餾的一種有效的替代工藝。佐治亞理工學院M. G. Finn、Ryan Lively從結(jié)構(gòu)不同的單體中開發(fā)了一個螺環(huán)聚三唑家族,用于膜應用。
本文要點:
1) 作者使用銅催化的疊氮化物-炔烴環(huán)加成,并通過分步生長方法制備得到了該聚合物,該方法具有非常快的反應速率、高分子量和在常見有機溶劑中的溶解度以及非互連微孔。作者使用這些材料對原油和常壓塔底進料進行分餾,其不但富集了低沸點組分,還去除了微量雜原子和金屬雜質(zhì),從而證明了利用串聯(lián)膜工藝可以降低原油蒸餾能源成本。
2) 在這些苛刻的條件下,基于膜的分子分離具有高的熱穩(wěn)定性和中等水平的動態(tài)鏈遷移率,導致微孔之間的瞬態(tài)互連,這正如靜態(tài)和膨脹孔結(jié)構(gòu)的計算所揭示的那樣。
Nicholas C. Bruno et.al Solution-processable polytriazoles from spirocyclic monomers for membrane-based hydrocarbon separations Nature Materials 2023
DOI: 10.1038/s41563-023-01682-2
https://doi.org/10.1038/s41563-023-01682-2