谭喆
,
周勇
,
高从堦
膜科学与技术
通过膜实现不同气体的分离已成为气体分离领域内的一项重要技术.为了充分开发膜法气体分离技术在工业上的应用,当前许多的工作集中在开发满足工业需求的先进膜材料上.概括地介绍并讨论了近期国内外分离CO2的膜材料的研究进展.并对应用在不同工业领域膜材料的选择策略做了评述,提出了有待于进一步探索研究的领域和方向.
关键词:
CO2
,
膜分离
,
聚合物膜
,
促进传递膜
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分子筛膜
,
混合基质膜
张立秋
,
任吉中
,
李晖
,
赵丹
,
邓麦村
膜科学与技术
以HQDEA-DMMDA新型聚醚酰亚胺(PEI)为基质膜材料,疏水型气相二氧化硅TS-530为填料,将TS-530分散到聚醚酰亚胺溶液中并采用流涎成膜方法,制备出不同质量比PEI/TS-530混合基质膜.与PEI膜相比,TS-530粒子的加入改变了聚合物链段的堆砌,增加了有效自由体积,使H2、CH4、N2、O2以及CO2的渗透系数都得到了增加,同时CO2对CH4、N2以及O2对N2的选择性均未发生较大程度的改变.随TS-530浓度增加,分子动力学直径越大的气体其渗透系数、扩散系数提升幅度越大,这与Maxwell模型发生了较大的偏离,而溶解系数的变化则取决于极性醚氧基团含量以及界面吸附作用.
关键词:
HQDEA-DMMDA型聚醚酰亚胺
,
疏水型气相二氧化硅TS-530
,
混合基质膜
,
气体分离
赵丽
,
陈雨霏
,
王挺
,
吴礼光
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20140721.005
采用Hummers法制备了3种不同氧化程度的氧化石墨烯(GO),通过聚氨酯(PU)单体(4,4’-二异氰酸苯酯(MDI)和1,4-丁二醇(BDO))与GO的原位聚合构建了GO/PU杂化膜.利用XRD、Raman、FTIR和TEM等表征了GO的结构;探讨了GO填充量对GO/PU杂化膜的形貌和CO2、N2渗透性的影响.结果表明:3种不同氧化程度的GO均呈完全剥离状态,为半透明片状结构;随着氧化程度的增加,拉曼D峰与G峰的相对强度比分别为0.947、1.103和1.245;GO的氧化程度对GO在溶剂和杂化膜中的分散性有较大影响,氧化程度越高,分散性越好.GO/PU杂化膜的CO2、N2渗透系数及CO2/N2渗透选择因子均随GO填充量的增加先增大后减小;当中等氧化程度的GO(M-GO)与(MDI+ BDO)的质量比为1.0％时,M-GO/PU杂化膜的CO2渗透系数为63.6×10-13 cm3 (STP)/(cm· Pa·s),其中STP表示标准温度及压力,CO2/N2渗透选择因子可达48.5;填充适量的GO能显著提高GO/PU杂化膜的CO2渗透性及CO2/N2渗透选择性.
关键词:
氧化石墨烯
,
聚氨酯
,
原位聚合
,
杂化膜
,
气体渗透性
吴东云
,
伊春海
,
鲁妮妮
,
杨伯伦
膜科学与技术
doi:10.16159/j.cnki.issn1007-8924.2017.02.009
以聚砜(PS)超滤膜为支撑层,首先制备聚乙烯基胺(PVAm)/聚乙烯醇(PVA)复合膜,考察PVAm与PVA的组成及铸膜液固含量对膜渗透选择性能的影响.当PVAm/PVA为7/3,固含质量分数为8％时,复合膜的性能最好,0.2 MPa下,CO2渗透速率为35.5 GPU[1GPU=10-6 cm3(STP)/(cm2·s· cmHg)],CO2/N2的分离系数为123.6.其次,在上述最佳条件中添加不同类型的多壁碳纳米管(MWCNT、MWCNT-OH和MWCNT-COOH),考察碳纳米管含量及表面基团对气体分离性能的影响,并利用红外分析、X-射线衍射及扫描电镜考察所制备杂化膜的化学结构、结晶性能.结果表明,添加表面-OH和-COOH改性的MWCNT可以有效提高膜的透过分离性能.当MWCNT-OH和MWCNT-COOH质量分数均为1％时,CO2渗透速率分别为62.0和76.6 GPU,CO2/N2的分离系数分别为117.7和139.5.最后,考察进料气压力对杂化膜CO2渗透速率及CO2/N2的分离系数的影响,在0.2～1.8 MPa的压力范围内,添加表面改性的碳纳米管均能使复合膜的CO2渗透速率提高.
关键词:
聚乙烯基胺/聚乙烯醇聚合物
,
碳纳米管
,
有机-无机杂化膜
,
CO2分离
赵丹
,
任吉中
,
李晖
,
张立秋
,
李新学
,
邓麦村
膜科学与技术
选用Pebax1657和SAPO-34为膜材料,分别采用醋酸和1-丁醇为溶剂,通过流延法制备Pebax/SAPO-34混合基质膜(MMMs).研究发现,溶剂能显著地影响膜的结构形态以及渗透性能.纯Pebax膜的气体渗透系数受溶剂的影响较大,而选择性受溶剂影响不大.对于分子筛含量较高(质量分数33％)的MMMs,以1-丁醇为溶剂时,分子筛的分散均匀程度更高,但就材料的成膜性而言,醋酸为溶剂时更好.MMMs中气体渗透系数的变化是结晶度、扩散曲度、链段运动能力和膜形态等因素的共同作用的结果.醋酸为溶剂时,由于相分离的发生,气体的渗透系数出现突跃,最大提高到纯Pebax膜的3倍.1-丁醇为溶剂时,除H2外,气体渗透系数先出现一定程度的提高,而后由于受到链段僵化以及扩散曲度的影响而降低.
关键词:
Pebax
,
混合基质膜
,
溶剂
