| UiO-66/PI混合基质气体分离膜研究 |
| 作者: 1大连理工大学化工学院,精细化工国家重点实验室,炭膜及多孔炭材料研究室,大连, 116024;2辽宁科技大学化工学院,鞍山, 114051 |
| 单位: 1大连理工大学化工学院,精细化工国家重点实验室,炭膜及多孔炭材料研究室,大连, 116024;2辽宁科技大学化工学院,鞍山, 114051 |
| 关键词: UiO-66;聚酰亚胺;混合基质膜;气体分离 |
| DOI号: |
| 分类号: TQ031.2 |
| 出版年,卷(期):页码: 2020, 40(6):71-78 |
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摘要: |
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本文以具有较高热稳定性的UiO-66为掺杂剂、高自由体积的PI聚合物为基相,采用原位聚合掺杂的方式制备了UiO-66/PI混合基质膜,经进一步热处理制备了高性能的热重排混合基质膜。利用TG、FT-IR、SEM和XRD等表征方法探究了混合基质膜的化学结构、微观形貌以及分子链间距离。结果表明:原位掺杂方式将UiO-66纳米颗粒均匀分散于聚合物基质中。经热处理后,UiO-66仍可保持其晶体结构,同时进一步增大了聚合物基质的分子链间距离。UiO-66的引入同时提高了热重排膜的气体渗透系数和对CO2/CH4、CO2/N2的选择性。与未掺杂的膜相比,掺杂含量为3 wt.%的热重排混合基质膜的CO2渗透系数可高达3316 Barrer,提高了1.74倍,同时CO2/N2和CO2/CH4的选择性分别由24.4和27.5提高到35.7和33.2。热处理恒温时间的延长可进一步提高膜的气体渗透通量,其中CO2渗透系数最高可达11950 Barrer,对应CO2/CH4选择性为19。所制备的UiO-66/PI热重排混合基质膜对CO2/CH4和CO2/N2的分离性能超越了2008 Robeson上限,在CO2分离与捕集领域展现出较好的应用前景。 |
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UiO-66/PI mixed matrix membranes (MMMs) were prepared by in-situ polymerization using UiO-66 with high thermal stability as filler and PI with high free volume as polymeric matrix, which were further heated to obtain the high-performance thermally rearranged MMMs. The chemical structure, micro-morphology and interchain distance of the MMMs were investigated via |
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基金项目: |
| 国家自然科学基金面上项目“借助于聚合物聚集态结构的调控制备高性能气体分离炭膜”(21878033),国家自然科学基金重点基金“用于脱碳提纯氢气的CO2优先渗透分离膜研究”(21436009) |
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作者简介: |
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UiO-66/PI mixed matrix membranes (MMMs) were prepared by in-situ polymerization using UiO-66 with high thermal stability as filler and PI with high free volume as polymeric matrix, which were further heated to obtain the high-performance thermally rearranged MMMs. The chemical structure, micro-morphology and interchain distance of the MMMs were investigated via |
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参考文献: |
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[1] C.A. Scholes, K.H. Smith, S.E. Kentish, et al., CO2 capture from pre-combustion processes—Strategies for membrane gas separation [J] International Journal of Greenhouse Gas Control, 4 (2010) 739-755. |
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