PEBA2533/PEG600/CuNaY混合基质膜的制备及对C_(3)H_(6)/C_(2)H_(4)混合气的分离性能

以聚醚嵌段共聚酰胺(PEBA2533)和聚乙二醇(PEG600)共混物为有机基质、自制CuNaY分子筛为添加剂,利用溶液浇注法制备了PEBA2533/PEG600/CuNaY混合基质膜。采用扫描电子显微镜(SEM)、电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)、衰减全反射傅里叶红外光谱(ATR-FTIR)及差示扫描量热(DSC)等分析方法对PEBA2533/PEG600/CuNaY混合基质膜进行表征,考察了CuNaY分子筛中Cu^(2+)交换度和含量对混合基质膜微结构和C_(3)H_(6)/C_(2)H_(4)混合气(摩尔比50/50)分离效果的影响。结果表明:CuNaY与PEBA2533/PEG600发生物理混合,并使有机基质链的移动性增强;CuNaY分子筛在混合基质膜中质量分数不大于6%时,其分布均一,与有机基质结合良好;极化能力更强的Cu^(2+)取代Na^(+)提高了混合基质膜的分离性能,Cu^(2+)交换度对C_(3)H_(6)选择性存在最佳值,低温有利于提高C_(3)H_(6)/C_(2)H_(4)选择性。在温度-35℃、压力0.2 MPa的条件下,添加CuNaY分子筛质量分数6%、Cu^(2+)交换度12.90%时制备的混合基质膜对C_(3)H_(6)/C_(2)H_(4)混合气的分离性能最佳,C_(3)H_(6)/C_(2)H_(4)选择性可达10.5,C_(3)H_(6)渗透系数为350 barrer。

ZIF-93/Pebax 2533混合基质膜的制备及其CO_(2)/N_(2)分离性能研究

燃烧后CO_(2)捕获技术的发展对降低温室效应至关重要.CO_(2)选择性多孔骨架与高分子材料的结合有望开发高性能混合基质膜,用于CO_(2)/N_(2)混合气分离.考察了孔径在CO_(2)和N_(2)动力学直径之间的两种沸石咪唑酯骨架(ZIFs)材料,即ZIF-8和ZIF-93的吸附特性,结果表明ZIF-93由于骨架中醛基的存在具有CO_(2)优先吸附性能,其等摩尔CO_(2)/N_(2)混合气体的理论吸附选择性为25,远高于ZIF-8的6.5.通过旋涂法在PVDF载体上制备了具有非对称结构的ZIF-93/Pebax 2533混合基质膜.当ZIF-93负载量为12%时,ZIF-93/Pebax混合基质膜展示出最优的CO_(2)/N_(2)混合气分离性能,CO_(2)渗透率为47GPU,CO_(2)/N_(2)选择性为42.随着原料气中CO_(2)分压的增大,ZIF-93/Pebax混合基质膜的CO_(2)/N_(2)选择性基本不变,实现了高压下CO_(2)的高效分离.

添加物尺寸对ZIF-71/PEBA2533/PTFE膜结构及其分离性能的影响

以合成的颗粒尺寸为140 nm×450 nm×1μm的ZIF-71晶体为添加物、PEBA2533为有机基质,在PTFE载体上制备了一系列ZIF-71/PEBA2533/PTFE混合基质膜,并利用SEM、XRD和FT-IR等表征方法研究不同尺寸ZIF-71晶体及相应膜材料的形貌和结构,探究ZIF-71颗粒尺寸对膜材料结构的调节作用,同时将膜材料应用于苯酚-水溶液的分离。结果表明,小尺寸的ZIF-71晶体在膜中分布均匀且未发生团聚,但当添加物颗粒尺寸较大时会发生团聚现象。掺杂小尺寸ZIF-71颗粒可同时提高膜材料的苯酚通量和分离因子。