抗氧化耐酸分離CO2膜制備及性能研究.pdf

1、分離CO2的固定載體膜是一類很有發(fā)展前景的分離膜。其中，研究較多的氨基載體膜長期使用可能被氧化，影響其分離含氧化劑（主要是非酸性氧化劑O2及酸性氧化劑SO2）煙道氣中CO2時(shí)的使用壽命。針對于此，本文采用不同的載體固定方法將羧酸根載體引入膜內(nèi)，制備出具有較好透過分離性能、抗氧化性能和耐酸的固定載體膜，以適用于煙道氣CO2分離。
　　用自由基聚合的方法將羧酸根載體引入膜內(nèi)。以丙烯酸鈉為單體，合成聚丙烯酸鈉(PAAS)。以PAAS水溶

2、液為涂膜液，聚砜(PS)為支撐層制得PAAS/PS復(fù)合膜。用丙烯酰胺(AAm)調(diào)節(jié)載體含量，制得聚（丙烯酸鈉-丙烯酰胺）/聚砜(P(AAS-co-AAm)/PS)復(fù)合膜。利用全反射紅外光譜(ATR-FTIR)表征了氣體組分與膜之間的相互作用，考察了膜的氣體透過性能，由此分析了CO2和N2在膜內(nèi)的傳遞機(jī)理。研究了AAS含量及濕涂層厚度對膜透過分離性能的影響規(guī)律。考察了復(fù)合膜的抗氧化和耐酸性能。結(jié)果表明，所制膜具有良好的CO2透過分離性能、

3、抗氧化性和耐酸性。對于CO2/N2混合氣（體積比15/85），AAS含量為47.68mol％，濕涂層厚度為200μm的復(fù)合膜在進(jìn)料氣壓力為0.11MPa時(shí)，CO2滲透速率為163GPU，分離因子為90。
　　用共混的方法將羧酸根載體引入膜內(nèi)。將PAAS與聚乙二醇(PEG)的共混物水溶液涂敷在PS支撐層上制備PAAS-PEG/PS共混復(fù)合膜。研究了共混物中PEG分子量以及PAAS/PEG質(zhì)量比對復(fù)合膜CO2/N2滲透選擇性能的影響。

4、結(jié)果表明，所制膜具有較高的CO2透過分離性能，對于CO2/N2混合氣，PEG分子量為20,000，PAAS:PEG質(zhì)量比為1:2的涂膜液制備的復(fù)合膜在進(jìn)料氣壓力為0.11MPa時(shí)，CO2滲透速率為700GPU，CO2/N2分離因子為80。
　　用界面聚合的方法將羧酸根載體引入膜內(nèi)。以均苯三甲酰氯(TMC)為有機(jī)相單體，二氨基苯甲酸鈉(DAmBS)為水相單體，在涂敷了硅橡膠(PDMS)的PS基膜上進(jìn)行界面聚合制備聚(DAmBS-TM

5、C)/PDMS/PS復(fù)合膜。在水相中加入4,7,10-三氧-1,13-癸烷二胺(DEGBAmPE)以調(diào)節(jié)載體含量及聚合物鏈段的柔性，從而制備了聚(DAmBS-DEGBAmPE-TMC)/PDMS/PS復(fù)合膜。研究了制膜因素對復(fù)合膜結(jié)構(gòu)和性能的影響。考察了復(fù)合膜的抗氧化性和耐酸性。結(jié)果表明，所制膜具有良好的CO2透過分離性能、抗氧化和耐酸性能。對于CO2/N2混合氣，用0.003mol/LTMC，0.004mol/LDAmBS和0.006