Pebax基雜化膜制備及CO2分離性能研究.pdf

1、開發(fā)高效的CO2捕集技術(shù)是實(shí)現(xiàn)能源氣體凈化和緩解溫室效應(yīng)的關(guān)鍵。相比于傳統(tǒng)的CO2分離方法，膜分離技術(shù)以其高效率和低能耗的優(yōu)點(diǎn)脫穎而出并得以迅速發(fā)展，成為碳捕集領(lǐng)域的主要技術(shù)之一。膜材料是膜分離技術(shù)中的核心部分，膜材料的選擇直接關(guān)系到膜分離性能的好壞。因此，開發(fā)高性能的CO2分離膜材料具有重要的意義。本論文在高分子-無機(jī)雜化膜的基礎(chǔ)上，提出在高分子膜內(nèi)構(gòu)建CO2傳遞通道的策略來提高膜的分離性能：以聚醚-聚酰胺嵌段共聚物（Pebax）高分

2、子為主體膜材料，基于傳遞位點(diǎn)、管狀形貌和片狀形貌三個(gè)方面制備填充劑，并制備具有傳遞通道的雜化膜運(yùn)用于CO2/CH4和CO2/N2體系中，實(shí)現(xiàn)CO2的高效分離。主要研究內(nèi)容和研究結(jié)果如下：
　　Pebax/PEG4000-MMT雜化膜的制備及CO2分離性能研究：以Pebax高分子為膜基質(zhì)，采用聚乙二醇（PEG4000）插層改性的蒙脫土（MMT）作為填充劑，基于傳遞位點(diǎn)制備了具有CO2傳遞通道的雜化膜。PEG4000分子鏈上醚氧基，對

3、CO2具有良好的親和作用，增加了CO2溶解性，且PEG4000的引入增加了MMT的層間距，為CO2提供了傳遞通道，提高了CO2的滲透性。當(dāng)PEG4000-MMT的添加量為0.5 wt％時(shí)，CO2滲透系數(shù)為375 Barrer， CO2/CH4的選擇性為37。
　　Pebax/PPy-MWCNT雜化膜的制備及CO2分離性能研究：以Pebax高分子為膜基質(zhì)，采用聚吡咯（PPy）改性的多壁碳納米管（MWCNT）作為填充劑，基于管狀材料制

4、備了具有CO2傳遞通道的雜化膜。MWCNT光滑的內(nèi)壁為CO2的傳遞提供了通道，提高了CO2滲透性，同時(shí)PPy的引入使MWCNT表面呈堿性，增加了對CO2的吸附能力，提高了CO2的選擇性。當(dāng)PPy-MWCNT的添加量為5 wt%時(shí)，CO2滲透系數(shù)為442.91 Barrer，CO2/CH4的選擇性為34。
　　Pebax/Fe3O4-GO雜化膜的制備及CO2分離性能研究：以Pebax高分子為膜基質(zhì)，采用四氧化三鐵（Fe3O4）對氧化