《嵌段共聚物逐層自組裝製備三維有序CO2納米通道》是依託北京航空航天大學，由高龍成擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：嵌段共聚物逐層自組裝製備三維有序CO2納米通道
- 依託單位：北京航空航天大學
- 項目負責人：高龍成
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
CO2的分離和回收是關係環境的重大問題，製備高效CO2分離膜能夠促進節能減排目標的實現。含線性PEO的嵌段共聚物作為CO2分離膜，須克服兩大問題：PEO分子量大時結晶傾向嚴重，不利於CO2的分離；沒有外場的調控，嵌段共聚物自組裝形成多疇、無序的相結構，CO2在無序結構中的擴散阻力大，分離效果受到影響。消除缺陷，形成長程有序的納米結構，並且抑制PEO的結晶是提高CO2通量和選擇性的關鍵。嵌段共聚物在圖案化基底上形成與之周期匹配的有序結構，利用嵌段共聚物自身形成的有序結構作為模板，再進行新一輪的自組裝得到相同周期的有序結構，周而復始，實現有序結構在三維方向的延伸。將低玻璃化轉變溫度的梳型PEO引入到有序結構中，使其形成前後貫通的CO2納米通道，得到高通量、高選擇性的CO2分離膜。探索化學結構和自組裝結構對CO2氣體分離的影響規律，並為理解自然界中更為複雜的自組裝現象提供思路。
結題摘要
CO2 的分離和回收是關係環境的重大問題。在本項目中，我們設計合成了含梳型PEO的嵌段共聚物，製備了自支撐的自組裝薄膜，並對其進行了CO2性能的測試，得到了性能優越的CO2分離膜。線性PEO 分子量大時結晶傾向嚴重，不利於CO2 的分離。因此，抑制PEO 的結晶是提高CO2 通量和選擇性的關鍵。將低玻璃化轉變溫度的梳型PEO 引入嵌段共聚物中，利用自組裝，使其形成前後貫通的CO2 納米通道，得到高通量、高選擇性的CO2 分離膜。完成了計畫書中的研究內容。 同時，我們對研究計畫進行了一些必要的、深入的拓展。我們對梳型PEO的共聚物進行了鋰離子摻雜，研究了電導性能，探索其在鋰離子傳導膜方面的套用前景。我們還將具有CO2敏感的基團接枝聚合到納米孔道表面，研究了納米通道的離子傳導的CO2回響特性，得到了快速CO2回響的流體二極體。利用嵌段共聚物自組裝構建了環境回響的界面，表面的納米結構與環境回響基團的協調作用效果，實現了智慧型回響的界面。
