Cu(Qc)_(2)强化Pebax混合基质膜分离CO_(2)

为了提高Pebax-1657的CO_(2)分离性能,本文制备了对CO_(2)有吸附作用的金属有机骨架Cu(Qc)_(2),将其加入到Pebax-1657基质中,制备混合基质膜,用于CO_(2)的气体分离。通过扫描电子显微镜、热重分析、红外光谱和X射线衍射对溶液浇铸法制备的膜进行表征,通过膜的气体渗透性能测试考察填料含量、操作压力和混合气对膜气体渗透性能的影响。结果表明,Cu(Qc)_(2)在Pebax基质中随机有效地堆叠形成了高选择性的气体传输通道,极大地提高了CO_(2)/N_(2)的选择性。随着Cu(Qc)_(2)填充量的增加,CO_(2)渗透系数和CO_(2)/N_(2)选择性均呈现先上升后下降的趋势。当Cu(Qc)_(2)的质量分数为3%时,呈现最佳的CO_(2)/N_(2)分离性能,CO_(2)渗透系数和CO_(2)/N_(2)选择性分别为102Barrer和84,与Pebax-1657膜相比,分别提高了45.7%和40.0%,突破了Robeson分离上限,表明该混合基质膜在CO_(2)的分离应用上具有潜力。

功能化Zr-MOF强化混合基质膜CO_(2)分离

混合基质膜(MMMs)在气体分离领域具有良好的应用前景,金属有机框架(MOFs)由于具有高孔隙率和有机连接基团,常被用作填料制备MMMs。但由于MOFs与聚合物的界面相容性问题,MMMs的气体分离性能提升受到限制。本文合成了功能化的Zr-MOF(UiO-66-AC),并利用其与聚醚共聚酰胺(Pebax)共同制备了混合基质膜。填料中引入的羰基和羧基等基团提供了MOFs与聚合物基质之间较强的界面相互作用。与纯Pebax膜相比,UiO-66-AC/Pebax MMMs的气体渗透性能得到了显著提高。当填料质量分数为6%时,膜的CO_(2)渗透系数为102.4 Barrer,CO_(2)/N_(2)和CO_(2)/CH_(4)选择性分别为90.6和26.0,CO_(2)/N_(2)分离性能突破了Robeson上限(2008),表明该混合基质膜在CO的分离应用上具有潜力。