含有MCM-41分子筛的混合基质复合膜用于CO2分离

• 作者: 乔志华 何玉鹏 王志 王纪孝 远双杰
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 混合基质膜 复合膜 分子筛 MCM-41 烟道气 二氧化碳捕集
• 年，卷（期）: 2015,（10）
• 所属期刊栏目: 分离工程
• 页码范围: 3979-3990
• 页数: 12页
• 分类号: TQ028.8
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/j.issn.0438-1157.20150257

摘要

为了提高CO2分离膜的性能，将接枝了氨基的MCM-41分子筛（MCM-NH2）添加到聚乙烯基胺（PVAm）水溶液中配制涂膜液，并将PVAm-MCM-NH2涂膜液涂覆到聚砜（PSf）超滤膜上制备PVAm-MCM-NH2/PSf混合基质复合膜。复合膜分离层较薄，有利于CO2渗透速率的提高。接枝的胺基提高了分子筛与聚合物的相容性和膜内胺基含量，有利于膜渗透选择性能的提高。使用CO2/N2混合气（15% CO2+85% N2，体积分数）考察了不同MCM-NH2添加量的PVAm-MCM-NH2/PSf膜的渗透选择性能。当涂膜液中mMCM-NH2/mPVAm为0.2、湿涂层厚度为50μm，测试温度为22℃、进料气压力为0.11 MPa时，膜的CO2渗透速率可达4.66×10?7 mol·m?2·s?1·Pa?1， CO2/N2分离因子可达150。较高的CO2/N2分离性能表明PVAm-MCM-NH2/PSf膜在烟道气碳捕集领域具有良好的应用前景。此外，考察了湿涂层厚度、热处理、添加小分子胺等条件对膜渗透选择性能的影响。