Pebax/a-MoS2/MIP-202混合基质膜的制备及CO2分离性能

作者：靳卓; 王永洪^*; 张新儒; 白雪; 李晋平

来源：化工学报, 2022, 73(10): 4527-4538.

• 混合基质膜
• 二硫化钼
• MIP-202
• 协同效应
• CO2分离

为了获得高性能的CO2/N2分离膜,把空气中氧刻蚀的二硫化钼(a-MoS2)和金属有机框架材料MIP-202通过机械力化学反应制备的双功能填料作为分散相,聚醚嵌段酰胺(Pebax-1657)作为连续相,采用溶液浇铸法制备了Pebax/a-MoS2/MIP-202混合基质膜。采用FT-IR表征了填料的化学结构,借助ATR-FTIR、SEM、TG和力学性能测试表征了混合基质膜的化学结构、微观形貌结构、热稳定性和物理力学性能。研究了水含量、双功能填料配比、含量、膜两侧压差和操作温度对膜气体分离性能的影响,并考察了模拟烟道气(CO2/N2体积比15/85)条件下混合基质膜的长时间运行稳定性。结果表明:在温度为25℃、膜两侧压差为0.1 MPa的操作条件下,a-MoS2与MIP-202质量比为5:5和双功能填料含量为6%(质量)时,膜的气体分离性能达到最优,CO2渗透性和CO2/N2选择性分别为380 Barrer和124.7,超过了2019年McKeown等提出的上限值。连续测试360 h后,混合基质膜的性能没有明显降低,其平均CO2渗透性和CO2/N2选择性分别为358 Barrer和120.1。这主要是由于a-MoS2和MIP-202协同提高了膜的气体分离性能。

• 单位
  太原理工大学