氨基MIL-101(Cr)强化CO2分离性能的混合基质膜优化制备

• 作者: 杨凯 阮雪华 代岩 王佳铭 贺高红
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 二氧化碳 膜 分离 金属有机骨架 选择性 渗透系数
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 分离工程
• 页码范围: 329-336
• 页数: 7页
• 分类号: TQ028.8
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20191283

摘要

金属有机骨架MIL-101(Cr)是大孔径、高孔隙率的新型膜材料，可显著提升混合基质膜的CO2渗透性，但其掺杂会明显降低选择性，有两方面原因：有机配体的CO2亲和性较低；填料干燥活化后再分散性差，易团聚形成缺陷。对此，首先以氨基对苯二甲酸为配体合成氨基MIL-101(Cr)，提高溶解选择性，再采用先浇铸-后活化的制膜工艺，减少团聚缺陷。红外测试表明氨基填料成功合成；扫描电镜表明膜中填料分布均匀。掺杂15%(质量)氨基MIL-101(Cr)的乙基纤维素混合基质膜，CO2渗透系数达到200 barrer，比MIL-101(Cr)膜提高11.2%，较纯聚合物膜提高133.1%；同时，CO2/N2选择性达到23.9，比MIL-101(Cr)膜提高25.8%，较纯聚合物膜提高17.1%。综上，采用先浇铸-后活化的制膜工艺掺杂氨基MIL-101(Cr)填料，可同时提高混合基质膜的CO2渗透性和选择性。