Membranas de matriz mixta cargadas con un polímero orgánico poroso que tiene fracciones de bipiridina

Se prepararon membranas de matriz mixta (MMMs), derivadas de tres poliimidas aromáticas (PIs), y un polímero orgánico poroso asequible (POP) que tenía restos básicos de bipiridina. Como matrices poliméricas se emplearon matrimid y dos poliimidas fluoradas, derivadas de 4,4′-(hexafluoroisopropilideno)anhídrido ftálico y 2,2′-bis(4-aminofenil)hexafluoropropano (6F6F) o 2,4,6-trimetil-m-fenilendiamina (6FTMPD). El COP utilizado era un material altamente microporoso (área superficial de 805 m2 g-1) con una excelente estabilidad térmica y química. Las MMM mostraron una buena compatibilidad entre los PI y el POP, una elevada estabilidad térmica y temperaturas de transición vítrea superiores a las de las membranas PI puras, y buenas propiedades mecánicas. La adición de COP a la matriz produjo un aumento de la difusividad del gas y, por tanto, de la permeabilidad, que se asoció a un aumento del volumen libre fraccional de las MMM. El aumento de la permeabilidad fue mayor para la matriz menos permeable. Por ejemplo, con un 30 % en peso de COP, la permeabilidad al CO2 y al CH4 de los MMM aumentó en 4 y 7 veces para Matrimid y en 3 y 4 veces para 6FTMPD. La mayor permeabilidad al CH4 provocó una disminución de la selectividad CO2/CH4. El rendimiento de separación CO2/N2 fue interesante, ya que la selectividad se mantuvo prácticamente constante. Por último, el COP no mostró ningún efecto de cribado molecular hacia los pares de gases C2H4/C2H6 y C3H6/C3H8, pero la permeabilidad aumentó unas 4 veces y la selectividad se aproximó a la de la matriz. Además, dado que el COP puede formar complejos de bipiridina de iones metálicos, los MMM basados en COP modificados podrían emplearse para separaciones de olefinas/parafinas.