埃洛石纳米管结构改性后用于Pebax基质中强化气体分离

作者：孙延勇; 朱伟芳; 缑敏敏; 郭瑞丽^*

来源：材料导报, 2021, 35(06): 6174-6179.

• 埃洛石(HNTs)
• 聚醚嵌段聚酰胺共聚物(Pebax)
• 选择性刻蚀
• 混合基质膜
• 二氧化碳分离

基于埃洛石纳米管(HNTs)内外层结构化学性质不同,使用硫酸(H2SO4)、盐酸(HCl)对埃洛石进行选择性刻蚀,得到了两种纳米多孔埃洛石,即S-HNTs和H-HNTs。将这两种纳米多孔埃洛石引入Pebax MH 1657(Pebax)基质中制备混合基质膜(MMMs)。纯CO2、CH4气体渗透结果表明,在S-HNTs和H-HNTs填充量分别为6%(质量分数)和8%(质量分数)时,Pebax-S-HNTs MMMs和Pebax-H-HNTs MMMs性能达到最优,与纯Pebax膜相比,CO2渗透系数分别增加了97.8%和125.3%,CO2/CH4的理想分离因子分别增加了69.7%和40.0%。气体分离性能的改善主要是由于HNTs的刻蚀扩孔成功以及微/介孔分级多孔结构的存在。这是因为,首先,对HNTs内[AlO6]八面体进行选择性刻蚀导致管腔尺寸增加,提高了气体渗透;其次,微/介孔分级多孔结构的存在为气体扩散提供了多种传递路径,曲折路径的存在促进了气体选择性的提高。

• 单位
  化学化工学院; 石河子大学