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化石燃料的燃烧导致地球大气中CO2浓度的增加，**变暖已成为主要的环境问题。因此，开发经济**的CO2捕集工艺具有重要的研究意义。目前CO2分离技术主要有吸收、吸附、低温分离和膜分离。在这些技术中，由于具有低能耗、高热稳定性和机械稳定性等优点，聚合物膜被广泛用于O2/N2、H2/N2、He/N2、H2/CH4和CO2/CH4的气体混合物分离。但膜的工业应用却受到聚合物膜反渗透和选择性的限制。因此，各种用于提高气体分离聚合物膜的性能的方法被提出来，其中接枝法是能**改善聚合物膜的性能的方法之一。 聚氯乙烯(PVC)是一种具有良好化学强度的耐用柔性聚合物，由于其聚合物链的低流动性而具有较低的气体渗透能力。因此，尽管PVC在各个行业中得到了广泛的应用，但PVC膜在气体分离方面的应用并不常见。但如果将PVC膜进行改性，就有可能获得高气体渗透性的膜。 基于此，大不里士大学的Abbas Mehrdad等人通过接枝1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐([VBIm][Br])，1-乙烯基-3-丁基咪唑四氟硼酸盐([VBIm][BF4])，1-乙烯基-3-丁基咪唑硫氰酸盐[VBIm][SCN]对PVC改性，提高了PVC膜的透气性，并用于分离CO2/CH4混合气体。 图1. 合成示意图 （图片来源：Separation and Purification Technology） 研究人员通过红外光谱对所合成的离子液体聚合物进行了表征，发现在2965cm-1、1640–1730 cm−1、1519  cm−1处的吸收峰分别为咪唑环上的C-H、C=C、C=N伸缩振动，这也说明了该聚合物的成功合成。并且元素分析仪测试表明该聚合物的接枝率接近3.7％。 图2. 不同阴离子对CO2和CH4透过离子膜的影响 （图片来源：Separation and Purification Technology） 研究人员发现PVC[VBIm][X]离子膜对CO2的渗透性高于CH4气体，这可能是由于扩散和溶解度系数的差异。然而，CO2和CH4的动力学直径的差异较小。因此，可以认为气体的溶解是膜渗透的主要机制。 图3. 温度对气体选择性的影响 （图片来源：Separation and Purification Technology） 研究人员对影响气体渗透的条件进行了测试，发现随着压力升高CO2和CH4的渗透率都降低，但是选择性有所提升，这也说明在较高压力下，相对于扩散现象，气体渗透过程中溶解起着主要作用。研究人员还发现随着温度的升高，膜内气体的透过率增大，然而CO2/CH4的选择性降低。因此，可以在较低的温度和较高的压力下获得更好的气体选择性。 图4. 阴离子对气体选择性的影响 （图片来源：Separation and Purification Technology） 此外，研究人员对阴离子的影响进行了探究，发现与[Br]-和[BF4]-阴离子相比，[SCN]-阴离子改性的聚合物膜显示出更好的CO2气体分离性能，这可能是由于CO2与[SCN]-阴离子之间具有更强的相互作用。同时具有不同阴离子[Br]-、[BF4]-和[SCN]-阴离子的PVC-[VBIm][X]离子聚物膜在分离CO2/CH4方面的性能优于PVC膜。 综上所述，研究人员将离子液体聚合物膜用于CO2/CH4的混合气体分离，并且取得了良好效果，有望进一步提高其实用性。 原文链接： https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1383586619307439 原文作者： Abbas Mehrdad, Narmin Noorani DOI: 10.1016/j.seppur.2019.05.086