二氧化碳膜分离材料研究进展

目的:详细探讨有机、无机以及混合基质膜材料在CO_(2)分离领域的应用前景,分析各类膜材料的分离性能及其适用性,为气体分离技术的发展提供参考。方法:对比分析各类膜材料在CO_(2)分离过程中的效果。结果:有机膜材料中,聚苯并咪唑膜、聚酰亚胺膜和聚砜膜在H_(2)/CO_(2)、CO_(2)/N_(2)和CO_(2)/CH_(4)的分离中表现出较好的选择性。无机膜材料中,致密金属膜和多孔无机膜对CO_(2)混合气体具有较高的分离性能。混合基质膜材料通过有机聚合物基质与无机填充剂的结合,提高了CO_(2)分离效率和膜材料的稳定性。结论:膜分离技术在气体分离领域具有广泛应用,不同类型的膜材料在CO_(2)分离中各有优势。有机膜材料具有较好的选择性,无机膜材料具有较高的分离性能,混合基质膜材料则在提高分离效率和稳定性方面具有突出优势。

基于CO_(2)气体分离的固载离子液体@介孔二氧化硅混合基质膜

为提升混合基质膜对CO_(2)的气体分离性能,将具有良好CO_(2)吸附特性能的离子液体首先固载于介孔SiO_(2)中,而后将该复合材料掺杂到聚酰亚胺高分子中构建高效分离CO_(2)的混合基质膜.研究结果表明,固载离子液体主要进入介孔SiO_(2)的孔道内部,但当绝大部分介孔孔道被离子液体填满后,过多离子液体在SiO_(2)颗粒外围形成连接.由于离子液体对CO_(2)优异的吸附性能,其固载后介孔SiO_(2)对CO_(2)的吸附性能得到的显著提升,这进一步增强了固载离子液体的介孔SiO_(2)掺杂混合基质膜对CO_(2)气体的捕获,随着混合基质膜中离子液体固载量增加其CO_(2)渗透性能也明显提升.但当固载离子液体加入量达到1.0 g时,固载离子液体的介孔SiO_(2)在PI高分子中出现了团聚,其CO_(2)渗透性能反而下降.IL@C-SiO_(2)-2/PI膜的渗透性能和对CO_(2)的渗透选择性都达到最佳,其对CO_(2)/N_(2)理想选择性可达到30.