羊毛角蛋白膜的制备及其气体分离性能的研究

研究了羊毛角蛋白膜的制备及其气体分离性能.以角蛋白膜的CO2渗透速率和CO2相对于CH4的分离系数为指标,考察了制膜液中溶剂氨水的浓度、巯基乙酸和戊二醛的加入量对角蛋白膜的气体透过和分离性能的影响.     

聚醚砜-纳米二氧化硅气体分离复合膜的性能

研究了纳米二氧化硅(SiO2)颗粒的添加对聚醚砜纳米二氧化硅气体分离复合膜气体渗透性能的影响.采用SEM、机械性能和气体分离性能等评价方法分别表征膜的微观结构、力学性能及分离性能.结果表明:随着SiO2添加量的增加,杨氏模量增大,H2、N2、O2、CH4和CO2气体的渗透通量增大,但O2/N2,CO2/CH4和H2/N2的分离因子有所降低;中空纤维气体分离复合膜在放置一段时间后,性能趋于稳定;制备好的膜以乙醇和正己烷为交换剂,在烘箱中烘干作为后处理方式能够使膜具有较好的分离性能.     

聚醚共聚酰胺复合气体分离膜的制备与分离性能

以湿涂方式,采用浸渍涂层方法,通过溶剂蒸发制得聚醚共聚酰胺PEBA2533平板复合气体分离膜,探讨了在复合膜制备过程中,涂层液溶剂的选择、底膜、涂层浓度、涂层温度以及固化干燥时间等因素对CO2/N2体系渗透分离性能的影响.正丙醇和水的互溶性导致了大量表面缺陷的形成,使得以正丙醇为溶剂制得的复合气体分离膜对CO2/N2体系没有选择性.以正丁醇做溶剂,涂层质量分数大于5%时,形成具有致密分离层的复合气体分离膜,CO2/N2分离系数达到本征分离性能.涂层温度的升高促使复合膜表面缺陷的增加,导致CO2/N2的分离系数减小.     

聚醚共聚酰胺复合气体分离膜对CO2/N2分离性能的研究

以烟道气中CO2的捕集为研究背景,以聚醚共聚酰胺Pebax1657嵌段共聚物为选择层膜材料,采用浸渍涂覆法,制备具有超薄分离皮层的PEI/PDMS/Pebax1657/PDMS多层复合气体分离膜,研究复合气体分离膜对CO2/N2混合气的分离特性.由于CO2的增塑作用,复合膜对CO2/N2混合气的分离系数为40左右,低于其理想分离系数.操作压力和原料气中CO2浓度对复合膜的渗透分离性能以及混合气的分离效果影响显著.在实际应用中,可通过调节膜两侧操作压力来提高CO2的富集浓度.     

溶胶-凝胶法甲基化改性SiO2膜的气体渗透性和再生性研究

以甲基三乙氧基硅烷替代部分正硅酸乙酯作为前驱物,用溶胶-凝胶法对亲水性SiO2膜进行改性,制备了甲基化改性SiO2膜.通过FTIR、SEM和气体渗透实验考察了甲基化改性对SiO2膜形貌、化学结构、气体渗透性及再生性的影响.结果表明,压差、温度对两种SiO2膜渗透分离性能的影响相似;甲基化改性使SiO2膜气体渗透速率显著增加,而H2/CO2选择性却没有明显下降;在水气环境中陈化后,虽然两种SiO2膜的H2/CO2选择性均未显著降低,但亲水性SiO2膜气体渗透速率下降明显,而甲基化改性SiO2膜则下降较小.再生可以部分恢复SiO2膜的渗透分离性能,与陈化前相比,再生使两种SiO2膜的渗透性能降低,H2/CO2选择性增大,甲基化改性大大减小了再生对膜渗透性能的劣化.     

气体分离膜应用的现状和未来

考虑了气体分离膜应用和气体传递机理的各种技术．现在商业气体分离膜应用的范围包括：富氮、富氧、氢回收、从天然气中除去酸性气体(CO2和H2S)、天然气脱水和有价值的挥发有机物(VOCs)的回收．讨论了每一个应用中可用膜材料的现状和限度，及有潜在力的若干新膜的应用，如乙烯／乙烷分离和燃料电池．     

PVDF-PANI共混膜气体分离性能的研究

采用PANI与PVDF共混制膜，并对共混膜和PVDF膜的气体分离性能进行对比研究。实验发现：与PVDF膜相比，PANI的加入，使得共混膜的气体渗透速率J和理想分离因数α发生了明显的变化，有利于αO2／N2，αO2／CO2的提高；PANI在共混膜中的百分含量直接影响到气体渗透速率J和理想分离因数α变化的大小。     

聚氧化乙烯气体分离膜的发展

聚氧化乙烯[poly(ethylene oxide),PEO]类膜材料含有大量与CO2有很强相互作用的醚氧基团,使得它具有很高的CO2/light gases(例如:H2、N2、CH4)溶解选择性,因此带来很高的CO2/light gases选择性.介绍了具有高溶解选择性CO2气体分离膜材料的筛选,重点叙述了PEO类膜材料的发展以及目前主要的PEO类膜材料的气体分离性能.当PEO含量达到足够高时,PEO类膜材料的CO2/light gases选择性大小基本相同,而它们的CO2透气性随着膜材料链段结构的不同而有较大不同.     

CO_2与CH_4膜分离的发展与现状

通常化石燃料的燃烧会向大气中排放大量高浓度的CO2,其燃烧后对CO2处理减轻温室效应具有重要的环保意义。对于气体分离来说方法众多,基于膜的分离技术已经成为分离方法中极具竞争力的一种,并且成为CO2/CH4分离的有效手段之一,许多膜都能对CO2/CH4进行分离,其中主要可分为3三种:高分子膜、无机膜和混合基质膜。高分子膜通过传递性质更进一步可分为:渗透膜、促进传递膜。介绍了用于CO2/CH4气体分离的几种膜的工作原理、发展现状、瓶颈因素和解决途径,对比了各种膜的操作条件、分离效能和成本,最后提出了未来的研究方向和目标的建议。     

聚酰亚胺基CO_2分离膜的研究进展

聚酰亚胺膜在气体分离中表现出优良的特性,然而渗透性和选择性之间的相互制约影响了其工业应用。以分离捕集烟道气中CO2为背景,综述了近年来改善聚酰亚胺膜对CO2/N2体系分离性能的研究现状。重点介绍了分子水平设计和杂化改性聚酰亚胺的最新研究进展,展望了聚酰亚胺杂化的关键科学问题。     

分离CO_2膜技术

分离CO2是当前能源和环境领域的最重要的课题之一.膜分离法在投资、能耗以及环境友好方面优于传统方法.文章提出了CO2分离膜的4种选择透过机制,着重论述了国内外在分离CO2膜技术方面的研究现状,介绍了本课题组在分离CO2反应选择膜方面的研究成果,并进一步探讨了分离CO2膜技术的未来发展趋势.     

分离CO2的促进传递膜

促进传递膜在分离机制上有别于普通分离膜，由于透过组分与膜中载体之间特异性的可逆反应使其性能优异．文章综述了国内外近年来在分离CO2促进传递膜方面的研究进展，特别介绍了本课题组在固定载体膜方面的研究结果，选择、研制固定工体膜材料所遵循的基本思路，以及对固定地体膜内传递机理所做的一些新探索．     

苯基修饰微孔SiO2膜的氢气分离和水煤气变换反应性能

通过正硅酸乙酯与苯基三乙氧基硅烷共水解缩聚反应制备苯基修饰SiO2膜,研究膜材料的氢气渗透和分离性能,并将其作为膜反应器的关键材料应用于水煤气变换反应.结果表明,氢气在苯基修饰SiO2膜中的渗透率随着温度的升高而增大,遵循活化扩散机理,300℃下H2渗透率达到4.67×10-7 mol/(m2·s·Pa),理想分离系数H2/CO、H2/CO2和H2/SF6分别达到10.54、10.50、21.16.在300℃,反应物H2O/CO摩尔比为2∶1的条件下进行水煤气变换反应,膜反应器的CO的转化率比传统固定床反应的CO的转化率高约12％,其原因是苯基修饰的SiO2膜对H2具有一定的选择性.     

乙基纤维素/C60复合膜制备及气体分离性能研究

为制备C60含量不同的乙基纤维素(EC)/C60复合膜,采用UV-可见光谱、AFM和XRD等手段对紫外光辐照前后复合膜结构进行表征,并考察其对气体分离及渗透性能的影响.结果表明,复合膜经紫外光辐照后,C60在膜表面的分布由独立的簇状结构转变为连续平缓的丘陵状结构,膜表面更加致密光滑;复合膜分子链间距未发生明显变化,但对N2、CO2、H2的渗透性能和H2/N2、CO2/N2分离性能产生明显影响.当C60添加量达到1.6%时,未经紫外光辐照的复合膜对CO2及H2的透气系数较纯EC膜分别提高了30%和40%,分别达到61.29Barrer和78.88Barrer,对H2/N2,CO2/N2理想分离系数增至纯EC膜的1.47和1.38倍,分别达到9.979和12.84;经紫外光辐照后,高C60含量的EC/C60复合膜能够保持纯EC膜对CO2和H2的透过水平,而对H2/N2和CO2/N2的分离性能增至纯EC膜的2.30和2.43倍,分别达到17.49和25.60.     

γ-Alumina composite membranes modified with microporous silica for CO2 separation

-Al2O3 composite membranes have been modified with microporous silica layers to improve the separation factor of CO2 to N2. From the analysis of micropore volume fraction and CO2 adsorption behaviour of SiO2 unsupported membranes, it was found that the SiO2 membrane layer feasible to separate CO2 could be obtained from a sol prepared by hydrolysis of tetraethyl orthosilicate in aqueous nitric acid solution (acid concentration of 0.001 M and sol pH of 2.0). The unsupported membrane prepared from this optimum sol had a micropore volume fraction of 0.85 and CO2 adsorption amount of 27 cm3(STP)g–1 at 0.1 MPa and 25°C. Defect-free silica modified -Al2O3 membranes could besynthesized by dipcoating or pressurized coating from outside the support. The CO2/N2 separation factor of these membranes varied severely with the separation process parameters, such as transmembrane pressure, stage cut and CO2 concentration in feed gas. -Al2O3 membranes modified by dipcoating and pressurized coating had a CO2/N2 separation factor of 2.4 and 1.45, respectively, at P = 0.3 MPa, stage cut = 0.1, and 25°C for a CO2 feed gas mole fraction of 0.5. The CO2/N2 separation factor at 25°C decreased with increasing heat-treatment temperature. The main mechanisms of CO2 permeation through silica modified membranes were surface diffusion and Knudsen diffusion.     

羊毛溶液和角蛋白膜的实用制备技术与基本问题

综述了国内外羊毛角朊蛋白膜的制备和性能优化技术,从羊毛自身结构讨论了其溶解的可能性.概述了角蛋白溶液及其膜的制备与优化方法的研究与进展,指出羊毛溶解再利用的关键是无毒、无污染、高制取率、高纯度、高分子量角朊液的制备及成膜工艺,包括增塑剂、增韧剂、成孔剂的选择和优化解决方法.     

CO2／CH4醋酸纤维素分离膜的制备

以湿相转化法制备ＣＯ２／Ｃ４醋酸纤维互分离膜，无需热处理工序，研究了各种制膜条件，如蒸发时间、聚合物芨添加剂含量等，对膜气体分离性能的影响；用电镜观察了膜的形态结构，结果表明，适当提高聚合物浓度和延长蒸发时间可使膜表皮层变致密，获得高的ＣＯ２／ＣＨ４分离选择性和气体透过速率。     

Permeation of binary gas mixtures in ultramicroporous membranes

High-quality nanometer thick ultramicroporous membranes were prepared from silica sol-gel processes and tested for the permeation of binary gas mixtures of He, H2, CO2, and CH4 across different temperature and partial pressure regimens. Pore size distribution by molecular probing showed that the majority of pore sizes had dimensions below 2.9 A. In 50:50 binary mixtures, the fluxes of gases increased as a function of temperature, indicating an activated transport mechanism. The ultramicroporous membranes showed high selectivities at 150 degrees C for He/CO2 (30), He/CH4 (93), H2/CO2 (10), and H2/CH4 (9) with lower selectivities for CO2/CH4 (5). High activation energies (Ea) were observed for the permeance of 50:50 binary mixtures containing He and H2 of 22.1-27.5 and 17.6-23.1 kJ.mol-1, respectively. The Ea for the permeance of the total mixture approached the Ea for the permeance of the molecule with the smaller kinetic diameter (He or H2).     

聚醚共聚酰胺多层复合气体分离膜的制备及其分离性能

采用浸渍涂覆法,以聚醚共聚酰胺PEBA1074嵌段高分子为选择层膜材料制备具有超薄分离层的PEI/PDMS/PEBA1074/PDMS多层复合气体分离膜,探讨了操作条件对H2、N2、CH4和CO2等在多层复合膜中的渗透性能的影响.多层复合膜对极性气体具有较高的渗透通量,并且对极性/非极性气体分离体系具有较高的选择性.CO2对多层复合膜存在增塑作用,其渗透通量随操作压力的增加而增加;随着操作温度的升高,H2、N2、CH4和CO2在复合膜中的渗透通量显著增大,而CO2/非极性气体(H2、N2和CH4)的分离系数减小.气体渗透通量与温度的关系在PEO链段熔点的上下分别满足不同的Arrhenius方程.当操作温度大于PEO链段熔点温度时,气体的渗透活化能减小.     

聚酰亚胺/TiO2 复合膜的制备、表征和气体渗透性测定

以硅藻土-莫来石陶瓷膜管为支撑体，以TiO2为过渡层，通过溶胶-凝胶法制备了负载型聚酰亚胺／TiO2复合膜．采用FTIR、NMR、TG／DTA、TEM、BET和气体渗透法对复合膜进行了表征和测试．结果表明：TiO2相通过与聚酰亚胺链上羧酸基支链发生键连形成有机无机组分交错分布的网状结构；复合膜具有良好的热稳定性和有机无机兼容性；相对于聚酰亚胺膜，复合膜对H2、CO2、N2和H2O具有较高的分离性；TiO2含量为15wt％的复合膜对H2／N2、C02／N2和H20／N2的分离因子分别为64．2、42．5和80．8．