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)。

MIL-101(Cr)/GO复合吸附剂的O2/N2分离性能研究

变压吸附(PSA)制取O2的核心是吸附剂.近年来,金属有机骨架(MOFs)被认为是一种具有广阔应用前景的新型吸附剂.通过水热法制备了MIL-101(Cr)/氧化石墨烯(GO).结果表明,MIL-101(Cr)/GO-15具有更高的比表面积(3486m2·g-1)和更大的孔体积(2.39cm3·g-1),因此也表现出更高的O2吸附量(0.54mmol·g-1).进一步根据理想吸附溶液理论(IAST)预测了其在O2/N2体积比为1:4混合气体中的O2/N2选择性为1.2,相比MIL-101(Cr)提高了17.65%.同时,MIL-101(Cr)/GO-15的循环利用性能更佳,经过三次O2吸脱附循环后,依然拥有高达80%的O2吸附量,具有较好的循环再生性能.

溶剂处理对PPESK中空纤维膜O_2/N_2分离性能的影响

研究了不同溶剂处理对PPESK中空纤维非对称膜O2/N2分离性能的影响。通过PPESK的二次溶胀、溶解过程,弥补或减少膜表面的缺陷孔,降低表面孔隙率,从而提高中空纤维非对称膜的皮层致密性。实验结果表明,通过溶剂处理,O2/N2分离系数由0.94提高到1.00以上,并且长时间测试仍然具有稳定的分离性能。

正硅酸四乙酯修饰Fe3O4制备磁性有机硅氧氮分离膜及其性能研究

以高渗透性聚二甲基硅氧烷(PDMS)为基体,以正硅酸四乙酯修饰四氧化三铁(TEOS@Fe3O4)为磁性基元,采用溶剂挥发法制备了PDMS/TEOS@Fe3O4磁性有机硅膜,研究TEOS修饰作用对磁性有机硅膜氧氮渗透性能的影响。结果表明,经TEOS修饰后的Fe3O4与PDMS之间具有良好界面相容性,PDMS/TEOS@Fe3O4膜的机械性能得到显著提升。与PDMS/Fe3O4膜相比,PDMS/TEOS@Fe3O4膜的O2/N2理想选择性增加;施加外加磁场后,两种磁性膜的O2/N2理想选择性分别提高了16.2%和8.0%。当外加磁场强度为56mT时,PDMS/TEOS@Fe3O4膜的O2渗透系数为1483Barrer,O2/N2理想选择性为2.2。