物理科技生物学-PHYICA

用新的碳由香樱木膜分离对二甲苯的效率飞跃

化学 2021-10-03 00:02:09

由格鲁吉亚理工学院格鲁吉亚科技使用这些碳膜材料从O-二甲苯分离帕拉二甲苯 学分:克里斯托弗·摩尔,佐治亚州科技汽油行业承认Para-二甲苯的重要性,鉴于日常产品中的许多用途,从塑料苏打瓶到聚酯纤维

挑战是聚苯甲酸纤维素在三十且几乎相同的是,从诸如邻二甲苯的较少使用的兄弟姐妹(例如邻二甲苯的较低的兄弟姐妹)非常难以将其纯化和纯化对二甲苯,这些分子的大小不同于1分纳米

然而,有工程化的微小孔的膜可以潜在能够使这种重要的分离

在Georgia工业大学中的研究人员揭开的研究人员对埃克森美孚进行了长期研究一旦缩放了用于工业用途的二甲苯隔离分离的解决方案,就具有推动显着成本显着成本的碳膜的新洞察力]

调查结果报告于9月6日,2021年期问题国家科学院的诉讼程序

工作侧重于“基于碳的分子筛”,通过加热薄层材料制成这样的方式驱除除碳之外的所有原子,导致具有分子孔的木炭状物质

2016年乔治亚州科技和埃克森美孚首先展示了新的碳基分子筛膜可以成功地将二甲苯分子分离并从包装中提取超级有用的对二甲苯

现在,格鲁吉亚科技已经推进了这项工作,设计了改进的碳屏障,允许薄薄的p-二甲苯通过更多迅速,同时拒绝更宽的分子

重要的是,重要的是,团队在碳的粘合化学和通过碳膜通过碳膜的迁移率之间发现了一种强大的关系

碳膜的性能 - 如果在工业秤上实现 - 与精炼过程相比,可以显着降低能量成本作为基于标准的结晶方法或基于吸附的方法

前一种方法涉及冻结二甲苯分子,其中只有对二甲苯形成晶体,使其易于分离,但需要大量的能量投资

与结晶相比,后一种方法减少了能量消耗,但需要昂贵且复杂的设备运行

根据格鲁吉亚科技研究人员的问题,膜的问题是该方法只有工作在实验室环境中良好,不在工业环境

碳膜可以缩放到碳纤维中,这是膜系统的商业形式因子

的信用:克里斯托弗·摩尔,格鲁吉亚科技“我们通过改变我们使用的聚合物前兆来制造更稳定的材料

然后通过改变我们将聚合物转化为碳的方式,我们使膜更加富有成效,”瑞安热闹的副教授说:副教授在格鲁吉亚理工学院的化学与生物分子工程学院和论文的相应作者

有多富有成效?该团队已显示新材料可以导致净化系统估计是“比其他最先进的方法的三倍降低,”热闹说

活泼的分离和纯化占生产商品化学品和燃料所消耗的一半能量

在全球范围内,用于芳烃的常规分离方法中使用的能量量等于由约20个平均尺寸产生的芳烃发电厂

这种进步可能对汽油化学能量消耗产生大的影响

该研究由埃克森美孚(Exxonmobil)资助,并在更多THA上建立N 15年在格鲁吉亚科技和全球石油和天然气领袖之间的协作研究努力

“通过与格鲁吉亚技术等强大的学术机构合作,我们不断探索新的,更有效的方式来生产能源,化学品,埃克森美孚研究和工程公司的研发副总裁Vijay Swarup副总裁Vijay Swarup

佐治亚科技研究人员还发现了关于碳结构本身的新见解

该团队观察到,膜中三维与二维碳中心的比例的微妙变化导致该材料内二甲苯等温度的迁移率令人印象深刻的变化

该比率(SP3 / SP2碳比)从0

2至0

7的变化导致膜的生产率增加1000倍

令人惊讶的是,尽管碳结构的这些变化,膜在很大程度上保持其选择性,或者其进行二甲苯异构体分离的能力

“”在那里的三维碳越多,生产率越高,所以的生产率越高。“ M

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芬恩,乔治亚科科技学院的化学和生物化学学校教授和董事,文章

“越多,你的生产力越多,而且保持相同的选择性,需要处理相同量的二甲苯饲料的薄膜

从设计的角度来看,它表明你有这种巨大的骗局通过在碳化学的变化非常小的碳化学变化的情况下,更新膜的制作,“芬恩

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