T型及KA分子筛膜的制备、修复及其天然气脱水蒸气性能研究

天然气在长距离输送之前必须进行脱水蒸气,膜分离法是天然气脱水蒸气的有效方法,其中膜材料是关键,而分子筛膜因具有均一的孔径、规则的孔道、良好的稳定性而备受关注。本研究选择孔径为3-5 μm,直径为2 cm的圆片状多孔氧化铝陶瓷作为成膜基底,通过在基底上预涂晶种后原位生长得到了T型和NaA分子筛膜,NaA分子筛膜进一步经过金属离子交换获得了KA分子筛膜,最后将两种分子筛膜应用于水蒸气含量为3.5%的甲烷气体(作为模型天然气)进行天然气脱水蒸气实验。研究结果表明,T型及KA分子筛膜对模型天然气脱水蒸气的H₂O/CH₄选择性分别为2.80和3.16。进而采用表面涂层法对分子筛膜中的缺陷进行了修复,从而有效提高了其模型天然气脱水蒸气性能,修复后的T型及KA分子筛膜的H₂O/CH₄选择性分别达到了10.52和17.71,水蒸气的渗透系数分别为104397 Barrer和28200 Barrer,甲烷损失率分别仅为2%和1%,修复后的两种分子筛膜皆具有良好的稳定性。     

膜亲和色谱的现状、发展和应用

文章对膜亲和色谱的原理、特点、设备、过程和发展情况做了介绍，并对亲和膜在整个膜分离技术中的地位、所占的比重及市场预测做了述评，对膜亲和色谱与其它色谱分离技术的优缺点进行了比较。重点介绍了制备亲和膜的材料，活化方法，问隔臂和配基的种类、选择和共价键合方法，配基和配合物产生亲和作用的机理及解离过程和方法。并对膜亲和色谱在酶、蛋白质、核糖核酸等生物大分子纯化分离方面的应用情况做了述评。     

膜亲和色谱的现状、发展和应用

文章对膜亲和色谱的原理、特点、设备、过程和发展情况做了介绍，并对亲和膜在整个膜分离技术中的地位、所占的比重及市场预测做了述评，对膜亲和色谱与其它色谱分离技术的优缺点进行了比较。重点介绍了制备亲和膜的材料，活化方法，间隔臂和配基的种类、选择和共价键合方法，配基和配合物产生亲和作用的机理及解离过程和方法。并对膜亲和色谱在酶、蛋白质、核糖核酸等生物大分子纯化分离方面的应用情况做了述评。     

有机液体优先透过渗透汽化膜及其过程

本文回顾了近０年来有机液体优先透过渗透汽化膜的研究与发展状况。包括各种欲分离体系及膜材料的选择、膜的渗透汽化特征表征、影响膜分离性能的各种因素，以及近年来有机液体优先透过ＰＶ膜的一些研究成果。     

分离液体的膜

本文概述了7种以高分子为膜材料、用于混合液体分离的膜分离过程,即离子交换膜与电渗析、反渗透、超滤、微孔过滤、膜萃取、渗透汽化和膜蒸馏。对其原理、高分子膜材料、应用和发展趋向作了简要介绍;并阐述了我国膜分离发展的现状和展望。     

离子液体支撑液膜分离CO2

支撑液膜是一种在湿法冶金、生物技术以及气体分离等多个领域都有应用的重要膜分离技术。本文回顾了支撑液膜技术分离CO2的研究进展,按照液膜相的不同,分类介绍了常规载体支撑液膜和离子液体支撑液膜,指出了常规载体支撑液膜分离CO2的局限性,重点介绍了离子液体支撑液膜分离CO2的发展,分析了气体在离子液体支撑液膜中的传质机理以及常规离子液体结构、含量和支撑膜材料等对分离效果的影响;讨论了离子液体的功能化方法以及功能化离子液体支撑液膜分离CO2的渗透率、选择性和液膜稳定性;介绍了两种新的离子液体支撑液膜改进方法:聚离子液体膜与凝胶化离子液体支撑液膜。最后指出了今后用于CO2分离的离子液体支撑液膜的发展方向。     

膜分离技术进展

本文简要介绍近30年来膜分离技术的进展及在工业上的广泛应用;分析了其迅速发展的主、客观原因。并介绍了离子交换膜、电渗析、反渗透、超滤、微孔过滤、液膜分离、膜法气体分离在我国的研究、应用概况。文章的重点是阐述今后膜分离技术的发展动向,预示一门新兴的学科——膜科学正在形成。     

超疏水膜的制备及其在膜蒸馏过程中的应用

超疏水材料具有超高的憎水性和自清洁特性,因而在解决材料的润湿和污染方面具有广泛的应用前景。膜蒸馏是一种以多孔疏水膜两侧蒸汽压差为推动力的膜分离过程,是脱盐和水回用中的重要技术。然而膜润湿和污染问题是导致膜蒸馏过程出水品质下降和应用过程稳定性差的关键。本文以膜蒸馏过程为背景,系统介绍了蒸馏过程的发展状况和超疏水膜材料的制备方法,以及超疏水膜在膜蒸馏中的应用,探讨了超疏水膜材料在膜蒸馏过程中的优势,同时指出了其不足和可能的解决方法,以期为膜蒸馏材料的发展提供研究方向和思路。     

CO2选择性透过膜材料的制备

作为一种主要温室气体和一种重要的"潜在碳资源",CO2的分离和回收备受关注.与传统的CO2分离方法相比,膜分离技术具有不可比拟的优势.本文对近年来CO2选择透过无机膜、聚合物膜和促进传递膜等膜材料的制备方法及改性研究进行了综述,并对CO2选择性透过膜材料未来的发展进行了展望.     

抗溶胀型聚酰亚胺气体分离膜的制备及其研究进展

膜分离技术具有绿色、高效、低能耗等特点.聚酰亚胺膜具有优异的气体分离性能及机械性能,但在分离高压天然气及生物气时,聚酰亚胺膜易被CO2溶胀塑化,导致膜的选择性下降.近年来,已经报道了多种可用于提高聚酰亚胺膜抗溶胀的技术.本文介绍了由于CO2渗透引起的聚合物膜塑化机理,并详述了热退火、热交联、化学交联、热重排、与纳米材料共混及与聚合物共混等用于抑制聚酰亚胺膜塑化的方法,提出了用于天然气及生物气分离的膜材料,未来的主要研究方向是开发同时具备高气体渗透性及高抗CO2塑化的聚酰亚胺膜材料.     

Pushing the limits on possibilities for large scale gas separation: which strategies?

Opportunities abound to extend membrane markets for gas and vapor separations; however, the existing membrane materials, membrane structures and formation processes are inadequate to fully exploit these opportunities. The requirements for viability of membranes vary somewhat with each application. Nevertheless, the key requirements of durability, productivity and separation efficiency must be balanced against cost in all cases. The various ‘contender’ technologies for large scale gas separation membrane applications and the gas transport mechanisms are considered. The current spectrum of applications of gas separation membranes include; nitrogen enrichment, oxygen enrichment, hydrogen recovery, acid gas CO₂, H₂S removal from natural gas and dehydration of air and natural gas. The current status and the limitations faced by the available membrane materials for each of these applications are discussed. Two key technical challenges exist. Achieving higher permselectivity for the relevant application with at least equivalent productivity is the first of these challenges. Maintaining these properties in the presence of complex and aggressive feeds is the second challenge. Attractive avenues to overcome these challenges for each application will be presented. Finally, several new membrane applications with immense potential (e.g. fuel cells and olefin-paraffin separations) are discussed.     

二维纳米片用于快速高效膜法气体分离

膜法气体分离作为一类低能耗先进分离技术, 在化工分离中具有广阔的应用前景. 然而商业气体分离膜在实际应用过程中存在选择性和渗透性此消彼长的问题. 以二维纳米片材料为膜构筑基元, 有望突破这一瓶颈. 最具代表性的二维纳米片膜材料当属石墨烯及其衍生物、 二维沸石分子筛、 层状双金属氢氧化物、 二维过渡金属硫化物、 Mxene、 二维共价有机骨架和金属有机骨架材料. 本文对这些二维材料在超薄气体分离膜领域的成果与进展进行介绍, 展现了各类材料在实际分离应用过程中的优势及弊端, 探讨了二维纳米片膜材料在气体分离领域的挑战与发展前景.     

气体分离膜研究进展

全面综述了近几年气体分离膜研究的最新进展,主要包括气体分离膜材料、制膜方法、表征方法三个方面。     

分子结构对聚酰亚胺膜分离CO_2/CH_4性能的影响

气体在致密高分子膜中的渗透过程与高分子的链段活动性和自由体积有关,高分子的链段活动性越大,气体的扩散越容易,气体的透过速度越快,高分子自由体积增大,气体的溶解系数增大,扩散速率加快,透气速率上升．因此,为了得到高选择性和高透气性的分离膜,可对其化学结...     

用聚电解质渗透汽化膜进行乙醇脱水

渗透汽化 (PV)膜过程由于可用于有机 /有机及有机 /水的恒沸或近沸混合物的分离而成为近年来膜技术研究开发的热点[1,2 ] .德国 GFT公司所制的富马酸交联 PVA脱水膜[3] 对温度为 80℃的 80 %Et OH料液 ,其分离因子为 350 ,渗透通量为 2 0 0 g/ (m2 ·h) .优秀的分离膜要求渗透通量大 ,同时具有较高的分离因子和良好的稳定性 .因此 ,提高膜的分离性能是渗透汽化技术开发应用的关键 .周继青等 [4 ]研究了 PVA/ PVP互穿网络膜的渗透汽化性能 ,发现膜的渗透通量虽有明显提高 ,但膜的选择性下降 .聚电解质具有优良的亲水性 ,可制得高水通…     

Balancing the Crystallinity and Film Formation of Metal–Organic Framework Membranes through In Situ Modulation for Efficient Gas Separation

Polycrystalline metal–organic framework (MOF) layers hold great promise as molecular sieve membranes for efficient gas separation. Nevertheless, the high crystallinity tends to cause inter-crystalline defects/cracks in the nearby crystals, which makes crystalline porous materials face a great challenge in the fabrication of defect-free membranes. Herein, for the first time, we demonstrate the balance between crystallinity and film formation of MOF membrane through a facile in situ modulation strategy. Monocarboxylic acid was introduced as a modulator to regulate the crystallinity via competitive complexation and thus concomitantly control the film-forming state during membrane growth. Through adjusting the ratio of modulator acid/linker acid, an appropriate balance between this structural “trade-off” was achieved. The resulting MOF membrane with moderate crystallinity and coherent morphology exhibits molecular sieving for H₂/CO₂ separation with selectivity up to 82.5.     

Conventional processes and membrane technology for carbon dioxide removal from natural gas:A review

Membrane technology is becoming more important for CO 2 separation from natural gas in the new era due to its process simplicity,relative ease of operation and control,compact,and easy to scale up as compared with conventional processes.Conventional processes such as absorption and adsorption for CO 2 separation from natural gas are generally more energy demanding and costly for both operation and maintenance.Polymeric membranes are the current commercial membranes used for CO 2 separation from natural gas.However,polymeric membranes possess drawbacks such as low permeability and selectivity,plasticization at high temperatures,as well as insufficient thermal and chemical stability.The shortcomings of commercial polymeric membranes have motivated researchers to opt for other alternatives,especially inorganic membranes due to their higher thermal stability,good chemical resistance to solvents,high mechanical strength and long lifetime.Surface modifications can be utilized in inorganic membranes to further enhance the selectivity,permeability or catalytic activities of the membrane.This paper is to provide a comprehensive review on gas separation,comparing membrane technology with other conventional methods of recovering CO 2 from natural gas,challenges of current commercial polymeric membranes and inorganic membranes for CO 2 removal and membrane surface modification for improved selectivity.     

取代聚炔的合成及其分离性能

具有优异物理和化学性能的新聚合物开发推动了取代聚炔的设计与合成。聚炔中功能侧基的引入赋予其非线性光学、液晶、发光、螺旋手性和高气体渗透等性能。作为一种重要的分离膜材料,与传统的玻璃态聚合物膜材料不同,这种无定形、高刚性的聚合物的显著特点是具有非常高的气体渗透系数和蒸汽／气体分离系数。有关其气体分离、天然气净化和对映体拆...