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文檔簡介
1、開發(fā)高效的CO2捕集技術是實現(xiàn)能源氣體凈化和緩解溫室效應的關鍵。相比于傳統(tǒng)的CO2分離方法,膜分離技術以其高效率和低能耗的優(yōu)點脫穎而出并得以迅速發(fā)展,成為碳捕集領域的主要技術之一。膜材料是膜分離技術中的核心部分,膜材料的選擇直接關系到膜分離性能的好壞。因此,開發(fā)高性能的CO2分離膜材料具有重要的意義。本論文在高分子-無機雜化膜的基礎上,提出在高分子膜內(nèi)構建CO2傳遞通道的策略來提高膜的分離性能:以聚醚-聚酰胺嵌段共聚物(Pebax)高分
2、子為主體膜材料,基于傳遞位點、管狀形貌和片狀形貌三個方面制備填充劑,并制備具有傳遞通道的雜化膜運用于CO2/CH4和CO2/N2體系中,實現(xiàn)CO2的高效分離。主要研究內(nèi)容和研究結果如下:
Pebax/PEG4000-MMT雜化膜的制備及CO2分離性能研究:以Pebax高分子為膜基質(zhì),采用聚乙二醇(PEG4000)插層改性的蒙脫土(MMT)作為填充劑,基于傳遞位點制備了具有CO2傳遞通道的雜化膜。PEG4000分子鏈上醚氧基,對
3、CO2具有良好的親和作用,增加了CO2溶解性,且PEG4000的引入增加了MMT的層間距,為CO2提供了傳遞通道,提高了CO2的滲透性。當PEG4000-MMT的添加量為0.5 wt%時,CO2滲透系數(shù)為375 Barrer, CO2/CH4的選擇性為37。
Pebax/PPy-MWCNT雜化膜的制備及CO2分離性能研究:以Pebax高分子為膜基質(zhì),采用聚吡咯(PPy)改性的多壁碳納米管(MWCNT)作為填充劑,基于管狀材料制
4、備了具有CO2傳遞通道的雜化膜。MWCNT光滑的內(nèi)壁為CO2的傳遞提供了通道,提高了CO2滲透性,同時PPy的引入使MWCNT表面呈堿性,增加了對CO2的吸附能力,提高了CO2的選擇性。當PPy-MWCNT的添加量為5 wt%時,CO2滲透系數(shù)為442.91 Barrer,CO2/CH4的選擇性為34。
Pebax/Fe3O4-GO雜化膜的制備及CO2分離性能研究:以Pebax高分子為膜基質(zhì),采用四氧化三鐵(Fe3O4)對氧化
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