溫室氣體的濃縮與回收---高分子奈米複合材料的薄膜技術

溫室氣體的急遽增加是造成溫室效應的主因，除了CO2 以外、其他含氟氣體因存留年限長、且全球暖化潛勢值高，也同樣受到重視而成為目前減量的目標。本計畫的目的是以薄膜技術將溫室氣體進行分離濃縮、達到回收的目的。如此可避免排放而使氣候暖化、也可回收氣體而增加企業獲利的誘因。目前以薄膜技術分離含氟溫室氣體的研究寥寥可數，且做法是以純有機膜材為主，難以兼顧滲透率與選擇度。本計畫希望製備含特殊功能的奈米物質到高分子材質中，製成有機/無機混成膜材(Mixed matrix membranes)，期望能突破單一膜材的限制，達到有利量產的條件。.研究首先將研究多種高分子的物理特徵與化學結構，先篩選出數種有潛力的材料，測試氮氣與溫室氣體(CO2, C2F6)在其中的滲透率與選擇度。其次將挑選奈米添加物(如fumed silica、沸石等具尺寸辨別能力的奈米顆粒)，製成混成膜材。希望這些開發的新膜材能進一步造成滲透物種間的吸附或擴散的競爭效應，以拉大氮氣與溫室氣體兩者的滲透率差異、提昇選擇度。研究中也將建立滲透物種在各膜材中的吸附等溫線、擴散係數，最後再以溶解-擴散模式與Maxwell-Stefan 模式或Bulk flow 的效應模擬氣體滲透時的質量傳輸(包括流通量、實際選擇度)，以及滲透物的去除效果。再將這些模擬成果與實驗值比較，以確認這些模式的準確性。.研究預計進行2 年：第一年以高分子及fumed silica 奈米複合材料為分離材，進行溫室氣體分離濃縮；第二年重點是以奈米沸石複合材料為主及執行溫室氣體分離的滲透模擬。此計畫的研發成果不僅具學術意義，也可作為國內半導體、光電、鋁鎂金屬、輸配電業等相關產業提供溫室氣體減量的準則，協助業界採用合適有效、經濟的減量回收技術；同時本研究衍生的相關技術之開發也可轉移給國內產業，促進產業技術升級與帶動週邊產品的繁榮。如此在我國工業發展時，能兼顧環境保育的維護，為國家未來的永續發展盡一份心力。

系統編號:PB9508-4022
原計畫編號:NSC95-2221-E182-051