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科学家们准备出具高丁醇透明超薄硅橡胶膜

研发家 | 2025-05-09

近日，中国科学院大连化学物理研究所研究员杨维慎、研究员班宇杰等。采用“竞争界面溶解-交联”的方法，制备了不到10的厚度。硅橡胶膜nm。这个膜是1.0 wt.%丁醇溶液浓缩率为14倍，液体总渗透率为110倍。 kg m-2 h-与目前报道的丁醇聚集膜相比，性能提高了1-2个数量级。在德国应用化学中发表了相关结果。

生物丁醇是一种具有取代潜力的关键生物燃料，通过可再生生物质资源转换获得，能量密度接近汽油。然而，生物丁醇经常与水共存，浓度极低。常规渗透性脱水膜浓缩丁醇需要较大的膜面积和较低的效率。处理这个问题的有效方法是通过膜材料的设计，优先考虑水中低浓度丁醇，快速渗透和聚集。

在这项工作中，研究小组致力于制备超薄和亲有机硅橡胶薄膜材料。与传统的体相溶液交联-刷涂制膜过程不同，研究人员首先将线性聚硅氧烷吸附负载在多孔氧化铝介质的纳米孔中，形成厚度约为12的薄μm的支撑液膜，然后浸入交联剂水溶液中触发界面反应，利用线性聚合物溶解脱落和表面交联成型的竞争平衡效应，制备出来的膜层厚度只有10。 nm，而完全控制在介质纳米孔隙中的硅橡胶膜，显著降低了传质的扩散阻力。同时，介质纳米粒子与膜层的相互依附，塑造了非均质、极粗糙的膜表面，大大增强了膜表面丁醇的钉扎吸附。以上快速扩散-钉扎吸附的协同作用是促进丁醇分子渗透聚集的关键。

与目前的报道相比，丁醇浓缩能力和产能环境下所需的膜面积降低了67%至97%，有望降低分离成本。

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