聚酰亚胺/ZIF-8复合气凝胶的制备及二氧化碳吸附性能

开发兼具优异吸附性能及力学性能的CO₂吸附材料,对于缓解温室效应具有重要意义。文中以聚酰胺酸盐(PAS)和聚酰亚胺纳米纤维为原料,采用双向冷冻干燥法制备了层状孔结构的聚酰亚胺气凝胶,通过原位生长,在气凝胶孔壁上负载二甲基咪唑盐(ZIF-8)得到了PI/ZIF-8复合气凝胶(PZA)。研究结果表明,所制备的复合气凝胶结合了ZIF-8和气凝胶的高孔隙率以及聚酰亚胺分子主链中酰亚胺环单元对于CO₂良好的亲和作用,当负载量为44.3%时,CO₂的吸附量为0.79 mmol/g,高于ZIF-8(0.69 mmol/g)和纯PI气凝胶(0.3 mmol/g)对CO₂的吸附量。ZIF-8的引入提高了PZA-n复合气凝胶的力学强度,在40%应变时,PZA-30的压缩应力为19.8 kPa,与PI气凝胶相比提高了近2倍,同时该系列气凝胶仍保持良好的压缩回复性。