SPEEK/PSI半互穿网络共混膜的制备及其CO2分离研究

• 作者: 高殷 王永洪 张新儒 李晋平 凌军
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 共混膜 聚琥珀酰亚胺 磺化聚醚醚酮 半互穿网络结构 CO2分离
• 年，卷（期）: 2021,（12）
• 所属期刊栏目: 材料化学工程与纳米技术
• 页码范围: 5813-5820
• 页数: 7页
• 分类号: TQ028.8
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20200462

摘要

为了获得高性能的气体分离膜，实现烟道气中CO2/N2高效分离回收，以磺化聚醚醚酮（SPEEK）和聚琥珀酰亚胺（PSI）为原料，己二胺为交联剂，原位交联反应制备富含氨基的半互穿网络共混膜，在膜内构建CO2传递通道和亲和位点，并采用红外光谱对共混膜的结构进行表征。研究水含量、PSI用量和进料气压力对膜气体分离性能的影响，在混合气条件下考察其气体分离性能和长时间运行稳定性。研究结果表明：SPEEK与PSI两相界面相容性较好，它们之间存在较强的相互作用，且呈半互穿网络微结构；PSI含量为60%（质量）时，纯气和混合气条件下CO2渗透性分别为652和601 Barrer，对应的CO2/N2选择性为67.6和60.3，优于纯SPEEK膜，且超过2008年的Robeson上限；共混膜运行360 h后，CO2渗透性和CO2/N2选择性仍然稳定。这主要是因为SPEEK与PSI形成富含氨基的半互穿网络微结构后，一方面提供了CO2促进传递载体；另一方面，增强了共混膜的保水性能，形成大量CO2传递水通道。