Fe_3O_4/PIM-1磁性混合基质膜的制备及其O_2/N_2分离性能研究

以自具微孔聚合物PIM-1为聚合物基质,采用溶剂挥发法制备了Fe_3O_4/PIM-1磁性混合基质膜,研究了不同Fe_3O_4添加量以及在分离过程中有无外加磁场对膜的O_2/N_2分离性能影响.结果表明,随着Fe_3O_4添加量的增加,膜的O_2渗透系数和O_2/N_2选择性均先增加后减少.磁化后混合基质膜O_2/N_2分离性能进一步提高,这可以归因于磁场和磁化粒子对O_2和N_2分子的耦合作用.当Fe_3O_4添加量为2%时,在压力为0.1 MPa、温度为25℃,磁场强度为56mT下,O_2渗透系数达到681Barrer,O_2/N_2选择性为3.32.

PDMS磁性膜的制备及其对O2/N2分离性能研究

以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为聚合物基体,以Fe3O4和乙烯基三乙氧基硅烷修饰四氧化三铁(VTES@Fe3O4)为磁性基元,采用溶剂挥发法制备了PDMS/Fe3O4、PDMS/VTES@Fe3O4磁性混合基质膜。研究了磁性粒子添加量以及界面空隙在有无磁场存在时对磁性混合基质O2/N2分离性能的影响。结果表明,随着VTES@Fe3O4含量的增加,该磁性膜O2/N2选择性呈先增后减的趋势,磁场的存在使得O2/N2选择性进一步增加。磁场作用下,Fe3O4和PDMS之间能形成O2渗透低阻力磁通道的界面空隙,因VTES的引入而消失。当磁性粒子添加量为3.5wt%时,PDMS/Fe3O4磁性膜在磁场作用前后O2/N2选择性增量高于PDMS/VTES@Fe3O4膜(0.3>0.1)。