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Size Effects of Graphene Oxide on Mixed Matrix Membranes for CO2 Separation

机译：氧化石墨烯对混合基质膜分离CO2的尺寸影响

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Graphene oxide (GO)-polyether block amide (PEBA) mixed matrix membranes were fabricated and the effects of GO lateral size on membranes morphologies, microstructures, physicochemical properties, and gas separation performances were systematically investigated. By varying the GO lateral sizes (100-200 nm, 1-2 mu m, and 5-10 mu m), the polymer chains mobility, as well as the length of the gas channels could be effectively manipulated. Among the as-prepared membranes, a GO-PEBA mixed matrix membrane (GO-M-PEBA) containing 0.1 wt % medium-lateral sized (1-2 mu m) GO sheets showed the highest CO2 permeation performance (CO2 permeability of 110 Barrer and CO2/N-2 mixed gas selectivity of 80), which transcends the Robeson upper bound. Also, this GO-PEBA mixed matrix membrane exhibited high stability during long-term operation testing. Optimized by GO lateral size, the developed GO-PEBA mixed matrix membrane shows promising potential for industrial implementation of efficient CO2 capture. (C) 2016 American Institute of Chemical Engineers
机译：制备了氧化石墨烯（GO）-聚醚嵌段酰胺（PEBA）混合基质膜，并系统研究了GO侧向尺寸对膜形貌，微观结构，理化性质和气体分离性能的影响。通过改变GO横向尺寸（100-200 nm，1-2微米和5-10微米），可以有效地控制聚合物链的迁移率以及气体通道的长度。在所制备的膜中，GO-PEBA混合基质膜（GO-M-PEBA）包含0.1 wt％的中侧尺寸（1-2微米）GO片材，具有最高的CO2渗透性能（CO2渗透性为110 Barrer CO2 / N-2混合气体的选择性为80），超过了Robeson上限。另外，该GO-PEBA混合基质膜在长期运行测试中显示出高稳定性。通过GO侧向尺寸的优化，已开发的GO-PEBA混合基质膜在工业实现高效CO2捕集方面显示出广阔的前景。 （C）2016美国化学工程师学会

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