【摘 要】
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气体分离膜作为一种绿色高效分离技术而备受关注.本研究制备了多功能化SiO2微球,调控杂化膜的CO2分离性能.首先通过沉淀聚合法制备了羧基、氨基及磺酸基团的三种分子刷功能化的硅球,继而将功能化的硅球分别填充到磺化聚醚醚酮高分子基质中,物理共混法制备杂化膜,应用于CO2分离.从SEM可得,通过调控高分子-无机颗粒的界面作用,可实现功能化填充剂在膜中的均匀分散.较纯磺化聚醚醚酮膜,填充未修饰的硅球和磺酸
【机 构】
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天津工业大学,材料科学与工程学院,省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室,天津,300387
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气体分离膜作为一种绿色高效分离技术而备受关注.本研究制备了多功能化SiO2微球,调控杂化膜的CO2分离性能.首先通过沉淀聚合法制备了羧基、氨基及磺酸基团的三种分子刷功能化的硅球,继而将功能化的硅球分别填充到磺化聚醚醚酮高分子基质中,物理共混法制备杂化膜,应用于CO2分离.从SEM可得,通过调控高分子-无机颗粒的界面作用,可实现功能化填充剂在膜中的均匀分散.较纯磺化聚醚醚酮膜,填充未修饰的硅球和磺酸基团功能化微球的杂化膜自由体积空穴增大,而填充吡啶功能化硅球的杂化膜自由体积空穴减少.自由体积空穴与气体扩散系数呈正相关:即较大的自由体积空穴导致较高的气体扩散系数.由于CO2吸附量增大,CO2溶解系数增大,使得杂化膜气体分离性能提高.特别地,当吡啶功能化硅球填充量为20%时,杂化膜CO2渗透性可达2043,CO2/CH4(N2)选择性可达64.5 (68.3),突破2008年Robeson上限.
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