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使用氨基硫脲(TSC)对氧化石墨烯(GO)进行改性,制备GO-TSC层状复合材料。随后,将该复合材料加入到Matrimid®5218(PI)基质中,制备用于二氧化碳分离的混合基质膜(MMMs)。通过TGA、SEM及气体分离性能测试考察了GO-TSC对膜热稳定性、结构和气体分离性能等的影响。SEM结果显示GO-TSC可均匀分散在聚合物基质上并与基质紧密结合;TGA结果显示混合基质膜在250 ℃以上仍保持稳定。与纯PI膜相比,MMMs显著增强了二氧化碳的渗透性。GO-TSC中所含的氨基与二氧化碳具有良好的亲和力,增加的碱性位点可以有效地转运二氧化碳。GO-TSC的层状结构增加了气体的传输路径,不利于大动态直径气体(甲烷、氮气)的通过,从而提高了分离性能。GO-TSC负载量为0.75%(质量分数)时混合基质膜的分离性能最佳。相比较纯PI膜,混合基质膜的二氧化碳渗透系数和二氧化碳/甲烷、二氧化碳/氮气分离系数分别提高了42.16%、95.79%和83.72%。 相似文献
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选取咪唑型离子液体修饰金属有机框架填料ZnBDC制备IL@ZnBDC纳米复合填料,通过物理共混的方式将其引入PI中制备PI-IL@ZnBDC混合基质膜。结果表明,复合填料的引入改善了填料与PI间的相容性,增加了混合基质膜的分子链间距,强化了膜内CO2扩散过程。同时,离子液体中含有与CO2有较强亲和作用的三氟甲基、磺酸基团和咪唑基团,促进了CO2在膜内的溶解,进而协同强化了PI-IL@ZnBDC混合基质膜的溶解-扩散机制,提升了CO2气体通量和选择性。相较于纯PI膜,PI-IL@ZnBDC-2膜表现出优异的气体分离性能,CO2的渗透系数为10.97 Barrer, CO2/CH4的选择性为42.21,分别较纯膜提升了59.9%和41.5%。 相似文献
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将水热合成法制备的氨基碳点与聚酰亚胺复合得到混合基质膜。通过SEM、FT-IR、XRD和DSC考查了氨基碳点掺杂质量分数对混合基质膜形貌和结构的影响。氨基碳点表面的氨基可以提供碱性环境,同时增加了膜内的自由体积,促进CO2传递。当氨基碳点掺杂质量分数为0.3%时,混合基质膜的CO2分离性能最佳,其CO2、CH4、N2渗透通量分别为85.87 barrer、1.69 barrer、2.62 barrer,CO2/CH4、CO2/N2选择性分别为50.81和32.77。 相似文献
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天然气脱碳技术研究进展 总被引:1,自引:0,他引:1
天然气是一种高燃烧热值的清洁能源,但开采出来的天然气中含有一定量的酸性气体CO2,会造成热值降低、管道腐蚀等问题,因此在管道运输和使用前需对其进行脱碳处理。分别对低温精馏、溶剂吸收、吸附和膜分离四种脱碳技术进行了介绍,详析了每一种技术的工艺特点和典型工业应用情况,并从原料气进料条件、脱碳效率、能耗及成本等方面进行了分析比较,为不同实际工况脱碳工艺的选择提供指导,具有重要的工程意义。膜分离技术在装置占地面积、能耗及成本等方面具有一定优势,可灵活调变的级数工艺也使其能够实现高CO2脱除率和低烃损失,具有良好的发展和应用前景,特别是适用于空间受限的场合,如在海上平台进行天然气脱碳处理。 相似文献
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混合基质膜(MMMs)是结合了无机填料和有机基质特点的一类膜材料,因其在气体分离应用上具有良好的渗透通量和分离性能被广泛关注。无机填料诸如二氧化硅纳米颗粒球、沸石分子筛、金属有机框架(MOF)、氧化石墨烯(GO)、碳纳米管(CNT)均被广泛应用于混合基质膜的制备,但是碍于无机填料在有机相中的分散性问题、两相相容性问题和界面缺陷问题,常会导致较差的气体分离性能。针对近年通过对无机填料进行表面官能化修饰、共价交联、多元填充、调控形貌等来改善混合基质膜气体分离性能的研究进行总结和阐述,并对其未来的发展趋势进行了展望。 相似文献
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