有沒有一種高分子薄膜可以把氧氣和二氧化碳分離開來?

氧氣和二氧化碳能不能用某種高分子「過濾網「進行分離?就是氧氣可以過,二氧化碳不能過?


當然可以!你說的高分子薄膜就是膜分離技術的範疇,membrane separation。

氣體膜分離是在壓力驅動下,使混合氣體通過膜,利用膜對不同組分的選擇透過性而得到分離。具體有篩分和溶解-擴散兩種機理。

如果簡單地從篩分機理說,膜就像是一張篩子,讓較小的分子透過膜,把較大的分子截住。所以在篩分機理中,核心的性質是氣體分子大小。比如H2是0.289 nm,CO2 0.33,O2 0.346,N2 0.364,CH4 0.38。

從溶解-擴散機理說,各種組分先溶解在聚合物膜材料里,再從原料側向透過側擴散。在這種機理中,核心的性質是氣體在聚合物中的溶解度和擴散速率。

從大小上來說,CO2不算大。而且CO2在許多聚合物中的溶解度好。玻璃態聚合物優先滲透小的非可凝性氣體;橡膠態聚合物優先滲透大的可凝性氣體。

所以你說的這個分離,我覺得用PDMS、PI甚至PIM制的膜都可以完成。給你一個關於PIM的文獻里的數據。第二行是對N2的分離因子,CO2是13.6,O2是4.1,我覺得應該可以把這兩者分開。

Carta M, Malpass-Evans R, Croad M, et al. An efficient polymer molecular sieve for membrane gas separations[J]. Science, 2013, 339(6117): 303-307.從工業應用的角度講,最多的研究是CO2/CH4分離,還有CO2/N2分離,O2/N2分離。你說的CO2/O2可能沒啥實際背景吧……


應該是存在的,二氧化碳分離技術的目前高分子研究的熱點話題之一。不過,主流的研究集中在二氧化碳和氮氣的分離,即燃燒後的分離上。


聚醚共聚醯胺,聚二甲基硅氧烷,聚醯亞胺等。一般解釋為高分子對不同氣體分子的溶解擴散能力不一,因而有選擇性。分二氧化碳和氧氣的性能不怎麼好,一般分煙道氣,透二氧化碳不透氮氣。


目前的膜二氧化碳與氧氣分離係數偏低,不具有實際應用意義。


可以分離,但是由於吸附性差別和分子大小差別,二氧化碳會先通過,而不是氧氣。


熱力學定律貌似不允許!如果可以,做一張大網,將空氣成分全部分離。


氣體分離確實是膜的熱門應用之一


氧氣和二氧化碳都是非極性分子啊,用極性分不了吧


我學這個方向,竟然都還回去了,這就是研究生啊!!


同意樓上,就算不存在,也應該是可實現的。可以通過極性或者凝聚性分離二氧化碳和氧氣。


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