含有MCM-41分子筛的混合基质复合膜用于CO2分离

作者：何玉鹏; 王志; 乔志华; 远双杰; 王纪孝

来源：化工学报, 2015, 66(10): 3979-3990.

• 混合基质膜
• 复合膜
• 分子筛
• MCM-41
• 烟道气
• 二氧化碳捕集

为了提高CO2分离膜的性能,将接枝了氨基的MCM-41分子筛(MCM-NH2)添加到聚乙烯基胺(PVAm)水溶液中配制涂膜液,并将PVAm-MCM-NH2涂膜液涂覆到聚砜(PSf)超滤膜上制备PVAm-MCM-NH2/PSf混合基质复合膜。复合膜分离层较薄,有利于CO2渗透速率的提高。接枝的胺基提高了分子筛与聚合物的相容性和膜内胺基含量,有利于膜渗透选择性能的提高。使用CO2/N2混合气(15%CO2+85%N2,体积分数)考察了不同MCM-NH2添加量的PVAm-MCM-NH2/PSf膜的渗透选择性能。当涂膜液中mMCM-NH2/mPVAm为0.2、湿涂层厚度为50μm,测试温度为22℃、进料气压力为0.11 MPa时,膜的CO2渗透速率可达4.66×10-7 mol·m-2·s-1·Pa-1,CO2/N2分离因子可达150。较高的CO2/N2分离性能表明PVAm-MCM-NH2/PSf膜在烟道气碳捕集领域具有良好的应用前景。此外,考察了湿涂层厚度、热处理、添加小分子胺等条件对膜渗透选择性能的影响。

• 单位
  中国石油天然气管道工程有限公司; 化学工程联合国家重点实验室; 天津大学; 天津化学化工协同创新中心