天然橡胶/碳纳米管混合基质膜的气体传递特性

作者：李龙; 王永洪^*; 王娟娟; 张新儒; 刘成岑; 高宏华

来源：太原理工大学学报, 2020, 51(02): 265-270.

DOI：10.16355/j.cnki.issn1007-9432tyut.2020.02.017

• 混合基质膜
• CO2分离
• 天然橡胶
• 多壁碳纳米管
• 热交联

为了提高CO2分离膜的性能,将多壁碳纳米管(MWCNTs)添加到天然橡胶(NR)中制备NR/MWCNTs混合基质膜。考察了MWCNTs含量对混合基质膜机械性能的影响,研究了MWCNTs含量、进料气压力和热交联时间对NR/MWCNTs混合基质膜CO2分离性能的影响,研究了膜的耐老化性能,探讨了混合基质膜的CO2传递机制。结果表明:随着MWCNTs的增加,混合基质膜的CO2渗透系数逐渐增加,而CO2/N2选择性先增加后减少;当MWCNTs与NR的质量比为2.0%,混合基质膜的气体分离性能达到最优,其CO2渗透系数和CO2/N2选择性分别为138 Barrer和12.5.随着压力的增加,膜的CO2渗透系数和CO2/N2选择性逐渐增加。当热交联时间为24 h,在压力为2 bar下,MWCNTs与NR的质量比为2.0%的NR/MWCNTs混合基质膜的CO2渗透系数和CO2/N2选择性分别为95 Barrer和16.8;且热交联的膜比未交联的混合基质膜具有更优异的耐老化性能,这是因为MWCNTs与NR形成紧密的交联网状结构。

• 单位
  农业部; 化学化工学院; 中国热带农业科学院橡胶研究所; 太原理工大学