杂化聚酰亚胺膜对CO2/N2气体渗透性能的模拟

摘要

以PMDA-ODA型聚酰亚胺为基本模拟单元,纳米SiO2颗粒为掺杂剂,采用COMPASS力场为势能模型,运用分子力学、分子动力学以及巨正则蒙特卡洛方法对杂化聚酰亚胺膜(PI)的气体渗透性能进行了模拟研究.构建了含20个单体的等规立构高分子链,经一系列优化处理过程,获取了与实验数据相近的聚合物高分子链结构模型.分子动力学计算获取了CO2与N2在PI聚合物中的溶解系数、扩散系数与渗透系数,通过模型中X射线衍射光谱(XRD)确定了体系的真实性,研究发现分子与SiO2之间的氢键使纳米颗粒在聚合物基体中能够稳定存在,自由体积等参数的计算表明纳米SiO2的加入提高了膜对CO2的渗透分离性能.