Cardo基聚酰亚胺炭膜的制备及CO2分离性能

作者：戴晶; 沈子琦; 王化江; 邱威; 汪朝晖; 汪效祖^*

来源：电力科技与环保, 2022, 38(05): 432-438.

DOI：10.19944/j.eptep.1674-8069.2022.05.013

• 芴基
• 聚酰亚胺
• 炭膜
• 气体分离
• CO2

CO2的大量排放加剧了气候变化，膜法分离气体则是高效环保分离CO2的一种方式。采用两步法，将六氟二酐(6FDA)与9,9-双(4-氨基-3-甲苯基)芴(CH3FDA)进行缩聚，合成了芴基Cardo型聚酰亚胺6FDA-CH3FDA，采用溶剂挥发法制备致密平板膜，并以此为前驱体膜，放置于管式炉内，从室温下以3℃/min的升温速率升温至目标温度，并辅以150 m L/min的氮气保护，采用热化学法制备炭膜。制备出350、450、550、650、750℃一系列炭化温度的6FDA-CH3FDA炭膜，研究了炭化温度对膜结构的影响以及膜气体分离性能的变化。实验结果显示，随着炭化温度的升高，膜的炭化程度越完全，炭膜内部结构越来越致密，有序度不断增加，且炭膜的气体渗透系数呈现先增加后减小的趋势，在炭化温度为650℃时，膜性能最佳，CO2渗透通量(13844.67 Barrer)较前驱体膜(166.13 Barrer)增加了82倍，CO2/CH4理想选择性(31.44)较前驱体膜(22.76)增加了64.4%，且远远超过2008年Robeson上限。

• 单位
  材料化学工程国家重点实验室; 南京工业大学