Study of molecular interfaces in polymer thin-film composite membranes for the efficient gas separations

用于高效气体分离的聚合物薄膜复合膜分子界面研究

基本信息

  • 批准号:
    22K04806
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.58万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2022-04-01 至 2025-03-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

This work is devoted to developing and investigating thin-film composite (TFC) membranes with selective molecularly-thin interfaces between polymers to achieve efficient carbon dioxide (CO2) separation from complex mixtures with other gases. During the first year, the research is progressing according to the original plan. The focus was to investigate how the surface modification of the hydrophobic polymer layer by water vapor-generated plasma influences the formation of the selective interface with the hydrophilic selective layer. It was found that some minimum critical amount of surface modification is essential to form the proper laminate structure. Furthermore, the influence of surface modification by the plasma treatment alone was found insufficient to increase the membrane's selectivity towards CO2.The gas transport of CO2, O2, and N2 was thoroughly studied. The existence of the molecular interface was found to be the essential factor in the highly selective CO2/N2 and CO2/O2 separation. With the inclusion of the selective interface in the structure of the TFC, the selectivity increased to about 35 and 13 for CO2/N2 and CO2/O2 separation, respectively (~10 and ~5 in the membranes without the selective layer and interface). Finally, this work focuses on their membrane application for the direct air capture of CO2. Direct air capture is an important technology to mitigate the effects of climate change. By capturing carbon dioxide directly from the air, we can reduce the amount of greenhouse gases in the atmosphere and slow down the rate of global warming.
这项工作致力于开发和研究薄膜复合材料(TFC)膜,在聚合物之间具有选择性的分子界面,以实现有效的二氧化碳(CO2)与其他气体的复杂混合物的分离。在第一年,该研究正在根据原始计划进行。重点是研究水蒸气生成的血浆对疏水聚合物层的表面修饰如何影响选择性界面与亲水性选择性层的形成。发现一些最小的临界表面修饰对于形成适当的层压结构至关重要。此外,仅发现通过血浆处理对表面修饰的影响不足以提高膜对CO2的选择性。彻底研究了CO2,O2和N2的气体转运。发现分子界面的存在是高度选择性CO2/N2和CO2/O2分离中的重要因素。随着选择性界面在TFC结构中的包含,对于CO2/N2和CO2/O2分离的选择性分别增加到约35和13(在没有选择性层和界面的膜中〜10和〜5)。最后,这项工作着重于他们直接捕获二氧化碳的膜应用。直接空气捕获是减轻气候变化影响的重要技术。通过直接从空气中捕获二氧化碳,我们可以减少大气中的温室气体量,并降低全球变暖的速度。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
CO2 preconcentration from air with the aid of membranes and its potential for distributed CO2 utilization systems
借助膜从空气中预浓缩二氧化碳及其分布式二氧化碳利用系统的潜力
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    執筆者:59名;技術情報協会;Roman Selyanchyn
  • 通讯作者:
    Roman Selyanchyn
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Selyanchyn Roman其他文献

Interface-governed, highly efficient CO2/N2 gas separation in thin-film composite nanomembranes
薄膜复合纳米膜中界面控制的高效 CO2/N2 气体分离
  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Selyanchyn Roman;Selyanchyn Olena;Fujikawa Shigenori
  • 通讯作者:
    Fujikawa Shigenori
微粒子分散液の塗布乾燥プロセスにおける非平衡構造形成
细颗粒分散体的包衣和干燥过程中非平衡结构的形成
  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Pylypchuk Ievgen;Selyanchyn Roman;Budnyak Tetyana;Zhao Yadong;Lindstr?m Mikael;Fujikawa Shigenori;Sevastyanova Olena;辰巳 怜
  • 通讯作者:
    辰巳 怜
Nanocellulose Crosslinked with Sulfonic Acid as an Alternative Proton Conductive Membrane for Hydrogen Fuel Cells
与磺酸交联的纳米纤维素作为氢燃料电池的替代质子导电膜
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Selyanchyn Olena;Selyanchyn Roman;Sasaki Kazunari;Stephen Lyth
  • 通讯作者:
    Stephen Lyth
繊維のスマート化技術体系 生活・産業・社会のイノベーションへ向けて
智能纺织技术体系:迈向生活、产业、社会的创新
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Korposh Sergiy;Kodaira Suguru;Selyanchyn Roman;Ledezma Francisco H.;James Stephen W.;Lee Seung-Woo;桑原 教彰
  • 通讯作者:
    桑原 教彰
Mixed matrix membranes containing highly CO2 selective ultramicroporous NbOFFIVE-1-Ni fillers: influence of particle size and content on CO2/N2 separation
含有高 CO2 选择性超微孔 NbOFFIVE-1-Ni 填料的混合基质膜:粒径和含量对 CO2/N2 分离的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    山岸;洋;山本洋平;Oki;Osamu;川口;晴生;高橋;定洋;宮本;克彦;尾松孝茂;Selyanchyn Roman
  • 通讯作者:
    Selyanchyn Roman

Selyanchyn Roman的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Selyanchyn Roman', 18)}}的其他基金

Ultra-thin metal oxide films for gas separation
用于气体分离的超薄金属氧化物薄膜
  • 批准号:
    26889045
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 2.58万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

相似国自然基金

复合材料柔性充气薄膜结构气体泄漏机理研究
  • 批准号:
    52372438
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
高空长时辐照作用下的柔性薄膜复合材料耐候损伤演化机理研究
  • 批准号:
    12372085
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    53 万元
  • 项目类别:
    面上项目
跨尺度石墨烯薄膜及新型石墨烯复合材料的力学性能研究
  • 批准号:
    12302236
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    20.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
碳纳米管薄膜复合材料多尺度冲击动力学行为研究与高防护性能设计
  • 批准号:
    12232020
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    290 万元
  • 项目类别:
    重点项目
智能可折展复合材料网格增强薄膜结构的力学设计与折叠展开行为
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Nanoscale Engineering of Compositional Modulations in Alloys and Composite Thin Film Oxides for Exploration of Their New Properties and Functionalities
合金和复合薄膜氧化物成分调节的纳米工程,探索其新性能和功能
  • 批准号:
    20H02610
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 2.58万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Pulsed Photoinitiated Composite Thin Films of Transition Metal Oxides and Reduced Graphitic Oxides as Electrode Materials for Solid State Thin Film Electrochemical Capacitor
脉冲光引发过渡金属氧化物和还原石墨氧化物复合薄膜作为固态薄膜电化学电容器电极材料
  • 批准号:
    20K15040
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 2.58万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
MOF-based polycrystalline nanomembranes directly grown on microporous polymeric supports for advanced post-combustion CO2 separation
基于 MOF 的多晶纳米膜直接生长在微孔聚合物载体上,用于先进的燃烧后二氧化碳分离
  • 批准号:
    19K15342
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 2.58万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Dynamics on spontaneous phase separation in dielectric-magnetic composite thin film prepared using PLD under magnetic field
磁场下PLD制备介电-磁性复合薄膜自发相分离的动力学
  • 批准号:
    18H01705
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 2.58万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Creation of Composite Thin Film Composed of Caged Nanocluster and Elucidation of its Thermoelectric Properties
笼状纳米团簇复合薄膜的制备及其热电性能的阐明
  • 批准号:
    17H06226
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 2.58万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了