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。     

聚酰亚胺气体分离膜的进展

本文叙述了近年来聚酰亚胺气体分离膜的发展概况。讨论了聚合物结构、共聚改性、交联改性和成膜历史对聚酰亚胺透气性能的影响。脂环族聚酰亚胺和六氟二酐(6FDA)型聚酰亚胺兼具有高透气性和高透气选择性,是一类具有发展前途的气体分离膜材料。     

聚酰亚胺气体分离膜材料的结构与性能

结合作者的研究工作对聚酰亚胺分子结构与气体分离性能之间的关系作了较详实的讨论，指出了进一步的研究方向和应用前景。     

膜分离与分离膜

本文扼要阐述了膜分离技术的基本原理、特点、内容及其近５０年来的进展和在工业上的广泛应用,系统地叙述了目前应用最广泛的有机高分子膜的。文章分析了今后膜分离的发展动向并简要介绍了我国的有关情况。     

小分子无机气体在NaA分子筛膜上的渗透分离性能

采用多次合成的方法,在微波加热15min下合成出较为致密的A型分子筛膜。经过四次合成的分子筛膜上H2/N2和H2/CO的理想分离系数分别为4．33和4．64,高于努森扩散值(分别为3．74和3．74),表明膜是连续致密的。     

芳香聚酰亚胺气体分离膜

芳香聚酰亚胺一直在电子、复合材料及粘接剂等领域广泛地应用。最近,聚酰亚胺膜已用于气体的分离过程。这是因为芳香聚酰亚胺是具有高玻璃化温度的玻璃态聚合物,它对小分子比大分子有更大的选择透过性,高选择性是与玻璃态聚合物的僵硬主链,对不同尺寸的分子提供筛分作用相连系的。新开发的芳香聚酰亚胺膜是用联苯四甲酸二酐与芳香二胺缩聚制备的聚酰亚胺溶液制造的。这种中空纤维状的膜是由一个多孔结构支撑的一个很薄的外表面组成的。它可通过聚合物溶液采用干——湿法过程纺丝而成,经溶剂交换干燥,外层的致密部分由计算可知厚度低于0.1μm。它对H_2与CO、CH_4.N_2及其它气体的分离有高度的选择性。由于它具有聚酰亚胺特有的耐高温性能,所以可以在很广的气体加工条件下使用。这种膜对水蒸气有很高的透过性,因而也可用于有机蒸气的脱水,或空气干燥。此膜对水蒸气的透过速度为乙醇的100～200倍。30%的乙醇水溶液,经一次膜分离,浓度可提高到99%。空气干燥系统可产出达到-50℃露点的空气。     

过渡金属有机络合物添加剂对聚酰亚胺气体分离膜性能的影响

采用具有庞大取代基团的过渡金属有机络合物作为添加剂制备了聚酰亚胺气体分离膜,研究了过渡金属盐、有机配体和金属络合物对聚酰亚胺均质膜和非对称膜氢、氮气体透过性能的影响,结果表明过渡金属盐添加剂提高了分离系数,但降低了气体透过速率;有机配体添加剂增大了气体透过速率却降低了分离系数;以络合物作添加剂时,可在不降低分离系数的情况下使气体透过速率得到提高,是一种改进气体分离膜性能的有效方法。     

气体分离分子筛膜

本文简述了气体分离分子筛膜的研究进展,总结了气体分离分子筛膜的制备方法、分子筛膜类型、气体分离性能及催化应用,分析了气体渗透测定方法和分离机理,对分子筛膜的发展提出一些建议。     

新型聚合物／液晶复合膜的研究：Ⅰ.膜材料对气体分离性能的影响

用顺丁橡胶，丁苯橡胶及聚氯乙烯与带有ＣＨ２＝ＣＨ－端基的液晶化合物共混，溶液浇铸法成膜，橡胶／液晶复合膜利用Ｓ２Ｃｌ２蒸气交联。用体积法测定膜的透气性，着重研究了不同基质材料及不同液晶类型对气体分离性能的影响。结果表明顺丁橡胶／液晶复合膜的透气系数最高，且分离性能也最好。     

密胺苯二醛多孔聚合物/聚二甲基硅氧烷混合基质膜的制备及气体分离性能

以溶液复合成膜法制备了密胺苯二醛多孔聚合物(MA)/聚二甲基硅氧烷(PDMS)混合基质膜,利用扫描电镜(SEM)表征了混合基质膜的形貌。考察了不同MA用量下MA/PDMS混合基质膜的气体分离性能,结果表明,MA的加入可以在提高PDMS膜渗透系数的同时提高CO_2气体分离选择性;随着混合基质膜中MA含量的增加,混合基质膜的渗透系数均明显提高,气体分离选择性则先增大后减小。双组分混合气体分离测试结果表明,MA/PDMS(1.2%(w,质量分数))混合基质膜对CO_2/N_2和CO_2/CH_4的分离选择性分别是19.2和6.0,CO_2的渗透系数达到8100Barrer,均高于纯PDMS膜。MA/PDMS(1.2%(w))混合基质膜对CO_2/N_2混合气的分离性能突破了Robeson上限。     

Gas Separation with Polymer Membranes

Gas-selective polymer membranes have long been used in industrial applications. Studies of polymers with well-defined flexible phenyl ether segments such as 1 should contribute to the understanding of the selection mechanism and thus ultimately lead to the synthesis of optimized membrane materials. Various different bridging groups X were used in the studies.     

含有聚醚链段的可溶性聚酰亚胺气体分离膜材料及其性能

将4,4'-六氟亚异丙基-邻苯二甲酸酐(6FDA)和1,3-苯二胺(mPDA)与二端氨基聚醚缩聚, 得到含有聚醚柔性链段的聚酰亚胺气体分离膜材料. 所合成的共聚聚酰亚胺在N-甲基吡咯烷酮(NMP)和四氢呋喃(THF)等有机溶剂中具有良好的溶解性能. 研究了O2, N2, H2, CH4和CO2在聚酰亚胺均质膜中的渗透性能, 考察了二端氨基聚醚的含量、链长和化学结构对气体渗透性能的影响. 结果表明, 聚醚链段的引入增大了气体的扩散系数, 气体的渗透系数显著增大; 聚醚链段与CO2相对较强的相互作用, 增大了对CO2/N2的溶解选择性, CO2/N2的分离性能优于CO2/CH4, 同时CO2比H2优先透过膜.     

高分子气体分离膜材料的化学结构与气体透过性能之间的关系

本文以硅橡胶和聚酰亚胺为基础,从高分子的化学组成、分子链段的运动能力、侧基的大小及其作用等几个方面,讨论了聚合物的化学结构对其均质膜的气体选择透过性能的影响,以溶解扩散过程对气体分离膜材料的透气行为进行了剖析,井简述高分子化学结构对其成膜时结晶情况的影响及对气体透过的作用;还概述了气体分离膜科学发展的历史以及基本原理.     

聚合物分子量对热致相分离法制备聚乙烯微孔滤膜的影响

选取不同分子量的聚乙烯/二苯醚作为聚合物稀释剂体系,通过浊点及结晶温度绘制了体系的热力学相图;并在不同淬冷温度下,通过热致相分离法制备了聚乙烯微孔滤膜。讨论了聚合物分子量及淬冷温度对成膜孔结构的影响。结果表明:聚合物的分子量不仅影响微孔滤膜断面的孔径,还影响其形态和结构。     

NaA型分子筛膜的合成及分离性能的研究

在自制的片状多孔陶瓷载体上,通过多次原位水热晶化合成出ＮａＡ型分子筛膜,通过扫描电子显微镜观测,发现在某些区域,小颗粒的ＮａＡ型分子筛以非常紧密的形式畸晶孪生在一起,其致密度远好于由分子筛晶粒松散无规律堆积而形成的膜排列经类膜生长形式可能是获得取致密无缺陷型分子筛膜的一种途径,单组分及双组分气体渗透测试结果表明,在所合成的分子筛膜上,晶粒间隙孔可能是主要的膜扩散通道,可凝聚气体异丁烷因发生毛细管凝     

磷脂改性聚合物膜

综述了膦脂改性聚合物膜的制备方法，其中饭知光引发接枝、电晕放电、化学接枝、原位聚合、共混改性、物理吸附等方法，并对磷脂改性聚合物膜的部分性质和应用前景作了简单介绍。