탄화수소 분리는 석유 산업의 핵심 과정으로, 현재 주로 고에너지 소비 분별 증류 기술에 의존하고 있습니다. 압력 구동 나노여과/역삼투막 기술은 탄화수소 분리에서 큰 응용 잠재력을 보여주며, 분리 과정에서 기상-액상 상 변화가 없어 에너지 소비를 크게 줄일 수 있어 석유화학 산업의 저탄소 공정 개조에 중요한 의미가 있습니다. 전통적인 상 변화법으로 제조된 비대칭 폴리이미드(PI) 막은 액상 탄화수소 분리에서 우수한 응용 전망을 보이지만, 탄화수소 분자에 대한 분리 선택성과 내구성이 다소 부족합니다. 이를 해결하기 위해 비대칭 PI 막에 열 유도 구조 재형성을 수행하였으며, PI 분자 사슬 간에 열화학 반응이 발생하여 막 재료가 사슬 간 가교 네트워크를 형성하고, 고온에서의 사슬 이완 효과가 막 기공 수축 및 표면층 치밀화를 촉진하여 PI 막의 탄화수소 선택성과 내구성을 효과적으로 향상시켰습니다. 추가 연구 결과, PI 막의 열 재형성 과정에 자기 제한 효과가 존재함을 확인했습니다. 승온 속도가 낮아질수록 이미드 개환 열반응이 충분히 진행되고, 형성된 가교 네트워크가 분자 사슬의 이완을 효과적으로 억제하여 막 기공 폐쇄 과정을 제한합니다. 이러한 자기 제한 효과를 통해 높은 가교도와 초박막 선택층을 얻을 수 있어 PI 막의 탄화수소 혼합물 투과도와 분리 인자를 크게 향상시켰습니다. 330℃ 및 340℃에서 열 재형성된 비대칭 PI 막의 순수 톨루엔 투과도는 각각 0.51 L m-2 h-1 bar-1 및 0.10 L m-2 h-1 bar-1이며, 톨루엔과 1,3,5-트라이이소프로필벤젠(204 Da) 간 분리 인자는 11.6 및 26.4에 달해 기존 보고된 최고 수준에 도달했으며, 우수한 장기 안정성을 보이며 모사 원유의 고효율 분리에 성공했습니다.

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