Een fragment van het POSS-polymeer

Een nieuw gecrosslinkt polymeer is in staat om via membraanscheiding kleine moleculaire gassen bij hogere temperaturen dan voorheen selectief te scheiden. Zo hoeven de gassen tussendoor niet meer afgekoeld te worden. Wetenschappers van de Universiteit Twente publiceren dit deze maand in JACS.

Het nieuwe polymeer behoudt bij 300 °C (de maximale temperatuur van de Twentse meetapparatuur) een hogere selectiviteit dan andere materialen. Deze is verwerkbaar in grote schaal, zonder materiële defecten. En ook bij lagere temperaturen is de scheiding goed te noemen.

De onderzoekers maakten een hybride polymeer bestaande uit anorganische polyëdrische oligomerische silsesquioxanen (POSS), covalent gebonden met organische aromatische imidebruggen. POSS zijn siliciumoxidekooien die zijn te koppelen met verscheidene organofunctionele groepen.

Voor een effectieve scheiding in een membraan is het belangrijk dat het materiaal rigide blijft. Bij veel organische polymeren is juist bij hogere temperaturen de moleculaire dynamiek heel groot. Zelfs vrij stijve polymeren zoals polyimides werken slecht boven de 200 °C. Door de POSS kooien bleef het Twentse polymeer ook bij hogere temperaturen gewaarborgd, terwijl de vele organische bruggen het voor gassen mogelijk maakten om het membraan te doordringen.

Membraanscheiding is een belangrijke techniek voor chemische processen op grote schaal, alsmede voor energieproductietechnologie. Er was tot op heden geen membraan dat in staat was om bij hoge temperatuur kleine gasmoleculen op grote schaal selectief te scheiden. Door de Twentse uitvinding lijkt dit nu toch mogelijk.

Bron: JACS

Onderwerpen