利用一个新的气压测试系统,研究了CO2 - CH4混合物在聚二甲基硅氧烷( PDMS )中的吸附和扩散。

ty10086 提交于 周四, 08/26/2021 - 13:14
文章英文标题
Mixed-gas sorption in polymers via a new barometric test system: sorption and diffusion of CO 2 -CH 4 mixtures in polydimethylsiloxane (PDMS)
正文
摘要\n在35℃下,CO2 - CH4混合物在聚二甲基硅氧烷( PDMS )中的混合气体吸附表明,CH4的存在改变了CO2的吸附行为,反之亦然。这种相互作用表明混合气体中的气体在橡胶膜中并不独立吸附。此外,我们还观察到在增加压力时,PDMS与CO2 - CH4混合物的相互作用增强了PDMS的溶解选择性。CH4在PDMS中的混合气体溶解度系数小于0.5cm3 ( STP ) cm-3 atm-1。为了准确测量这些值,本文还针对低溶解度系数设计、构建和优化了新的吸附体系,并探讨了操作方便的混合气体吸附实验方法。利用Maxwell-Stefan模型拟合混合气体的渗透和吸附数据,计算了CO2 - CH4混合气体的扩散趋势。对混合气体扩散和吸附数据的分析表明,PDMS的CO2 / CH4混合气体选择性主要受CO2吸附的影响。在混合气体中,CH4扩散系数随体积CO2浓度增大而增大,而纯气体和混合气体环境中,CO2扩散系数基本上与浓度无关。
文章内容(英文)
Abstract(#br)Mixed-gas sorption of CO 2 -CH 4 mixtures in rubbery polydimethylsiloxane (PDMS) at 35\u003cce:hsp sp=\"0.25\"/\u003e°C demonstrated that the presence of CH 4 changed the behavior of CO 2 sorption and vice versa. This mutual interaction indicated that gases in mixtures do not sorb independently in rubbery membranes. Moreover, we observed that at increasing pressures the interaction between PDMS and CO 2 -CH 4 mixtures enhanced the solubility selectivity of PDMS. Mixed-gas solubility coefficients of CH 4 in PDMS were lower than 0.5\u003cce:hsp sp=\"0.25\"/\u003ecm 3 (STP) cm −3 atm −1 . To accurately measure these values, a new sorption system was designed, constructed, and optimized for low solubility coefficients; an operator-friendly approach to mixed-gas sorption experiments is also discussed in this work. CO 2 -CH 4 mixed-gas diffusivity trends were evaluated from Maxwell-Stefan model fitting of mixed-gas permeation and sorption data. The analysis of both mixed-gas diffusion and sorption data demonstrated that CO 2 /CH 4 mixed-gas permselectivity of PDMS was mainly influenced by CO 2 sorption. In mixtures, CH 4 diffusion coefficients increased with higher volumetric CO 2 concentration, whereas CO 2 diffusion coefficients were essentially concentration independent in both pure- and mixed-gas environments.
来源出处
Journal|[J]Journal of Membrane Science2019.
DOI
https://doi.org/10.1016/j.memsci.2019.01.046

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