【摘 要】
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全球变暖是目前人类所面临的最严峻的环境问题之一,造成全球变暖的主要原因是温室气体CO2无节制的大量排放。如何降低二氧化碳的排放,对其进行高效的捕集分离,是目前科学研究的
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全球变暖是目前人类所面临的最严峻的环境问题之一,造成全球变暖的主要原因是温室气体CO2无节制的大量排放。如何降低二氧化碳的排放,对其进行高效的捕集分离,是目前科学研究的重点。常规的捕集方法缺点较多,不仅占地面积大、操作繁琐,而且还会对环境造成二次污染;在这种情况下,高效环保的薄膜分离CO2的技术应运而生。聚氧乙烯(PEO)含有的醚氧基团(EO)对二氧化碳具有较强的亲和力,作为气体分离膜的基材,可以很好地将CO2和其它非极性气体分子分离开。但是由于PEO的分子链很规整,导致其有很强的结晶性,直接降低了气体的渗透性能。如何降低PEO膜结晶性,提高其对气体的分离性能是该领域重点研究的方向之一。硅氧烷一般用作改性剂,带有不同基团的硅氧烷可以与多种物质反应,而且,改性后的材料,具有较好的力学强度。选择三甲氧基硅氧烷(GOTMS)和四乙氧基硅烷(TEOS)作为改性剂,通过两种硅氧烷和PEO基材的不同配比和对实验条件的控制,制备出两个系列的杂化膜,并对其进行气体分离性能的测试,主要是对CO2/H2,CO2/N2的分离性能的测试。针对制备的杂化膜气体渗透通量仍不够高,本文利用小分子量的PEG(端羟基和端甲氧基)对制备好的杂化膜进行浸渍处理,并对处理后的杂化膜进行气体性能测试。对杂化膜进行一系列的分析表征,如:FTIR-ATR、DSC、TG、XRD、SEM和AFM等,并对气体分离性能进行测试,结果显示CO2的渗透通量达到123.68Barrer,相应的CO2/H2和CO2/N2的选择系数分别为2.66和50.94,PEG浸渍处理后的杂化膜的气体渗透性能得到了显著提升。
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