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15.04.2019 | Polymers

Synthesis and characterization of bis(phenyl)fluorene-based cardo polyimide membranes for H2/CH4 separation

Zeitschrift:
Journal of Materials Science
Autor:
Caili Zhang
Wichtige Hinweise

Electronic supplementary material

The online version of this article (https://​doi.​org/​10.​1007/​s10853-019-03609-2) contains supplementary material, which is available to authorized users.

Publisher's Note

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Abstract

Three bis(phenyl)fluorene-based cardo diamine monomers with different side groups (–CF3, –H, and –CH3) were synthesized and used to synthesize three 6FDA-based polyimides (6FDA-FBPF, 6FDA-BPF, and 6FDA-MBPF). The influence of bis(phenyl)fluorene cardo moiety and different side groups on the glass transition temperature (Tg), thermal stabilities, and chain packing of the synthesized polyimides were systematically studied. The gas permeabilities and selectivities of three bis(phenyl)fluorene-based polyimide membranes were studied and correlated with their fractional free volumes and chain packing conditions. As a result, the obtained polyimides showed promising performance for hydrogen separation. Among the three polyimides, 6FDA-FBPF had the highest gas permeabilities which exhibited H2 permeability of 151.12 Barrer and H2/CH4 selectivity of 62.19. The high gas separation performance of 6FDA-FBPF mainly attributed to the ineffective chain packing via the incorporation of bi(phenyl)fluorene cardo moiety and introduction of bulky CF3 side groups into the polyimide backbones that is favorable to formation hourglass-shaped pores.

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Zusatzmaterial
Characterizations. FTIR and HRMS spectra of bis(phenyl)fluorene-based diamine monomers. ATR-FTIR spectra, DSC curves, optical images, thermal properties, and organic solvents solubility of the synthesized bis(phenyl)fluorene-based polyimides (DOCX 1011 kb)
10853_2019_3609_MOESM1_ESM.docx
Literatur
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