原油混合物的热蒸馏是一个能源密集型过程,占全球能源消耗的1%。由于其固有的能效优势,基于膜的分离是蒸馏的一种有效的替代工艺。佐治亚理工学院M. G. Finn、Ryan Lively从结构不同的单体中开发了一个螺环聚三唑家族,用于膜应用。
本文要点:
1) 作者使用铜催化的叠氮化物-炔烃环加成,并通过分步生长方法制备得到了该聚合物,该方法具有非常快的反应速率、高分子量和在常见有机溶剂中的溶解度以及非互连微孔。作者使用这些材料对原油和常压塔底进料进行分馏,其不但富集了低沸点组分,还去除了微量杂原子和金属杂质,从而证明了利用串联膜工艺可以降低原油蒸馏能源成本。
2) 在这些苛刻的条件下,基于膜的分子分离具有高的热稳定性和中等水平的动态链迁移率,导致微孔之间的瞬态互连,这正如静态和膨胀孔结构的计算所揭示的那样。
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