机械化学法合成多配体MOF填料用于高效CO2分离

作者：赵新; 乔志华^*; 孙玉绣; 郭翔宇; 仲崇立

来源：膜科学与技术, 2021, 41(05): 11-25.

DOI：10.16159/j.cnki.issn1007-8924.2021.05.002

• 机械化学法
• ZIF-8-Bim-Ica
• 多配体
• 混合基质膜
• CO2分离

以ZIF-8为母体材料通过机械化学手段引入苯并咪唑(Bim)和咪唑-2-甲醛(Ica)两种配体,得到多配体的MOF材料ZIF-8-Bim-Ica.与聚醚共聚酰胺(Pebax-1657)混合制得混合基质膜(MMMs).利用XRD、FT-IR、核磁共振氢谱等方法确定了ZIF-8-Bim-Ica的化学结构,利用SEM对混合基质膜的断面进行表征.结果表明,引入Bim和Ica配体后,ZIF-8的结构没有被破坏,ZIF-8-Bim-Ica颗粒均匀分散于Pebax聚合物中.加入ZIF-8-Bim-Ica提高了混合基质膜的CO2渗透通量和对CO2/CH4的选择性.与纯膜相比,掺杂质量分数为10%时,混合基质膜的CO2渗透通量可达269.3 Barrer,提高了29.3%,CO2/CH4的选择性由18.5提高到43.8,并且膜性能至少可保持40 h的稳定性.由本方法制备的ZIF-8-Bim-Ica/Pebax混合基质膜对CO2的选择性较高,在CO2气体分离领域展现出良好的应用前景.

• 单位
  天津工业大学