基于纳米碳的混合矩阵Pebax-1657平板膜用于CO2/CH4分离
Athanasios N Vasileiou1,2, George V Theodorakopoulos1,2, Dionysios S Karousos1
1Institute of Nanoscience and Nanotechnology, National Center for Scientific Research "Demokritos", Aghia Paraskevi, 15341 Attica, Greece.
Membranes
|May 26, 2023
概括
使用Pebax-1657和碳纳米填充剂,如石墨烯纳米板块 (GNPs) 的混合矩阵膜 (MMMs) 显著改善了气体分离. 氧化GNP增强了机械强度,而MMM则显示出更高的CO2/CH4透性和选择性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物化学 聚合物化学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 佩巴克斯-1657 (聚乙胺) 是一种用于膜应用的多功能聚合物.
- 提高聚合物的机械性能和气体分离性能对于工业应用至关重要.
- 碳纳米填充剂为复合材料开发提供了独特的特性.
研究的目的:
- 用Pebax-1657和各种碳纳米填充剂制备和描述混合矩阵膜 (MMM).
- 研究纳米填充剂类型 (MWCNT,GNP) 和处理 (等离子体,氧化) 对膜特性的影响.
- 为了评估CO2/CH4混合物的MMM的气体分离性能.
主要方法:
- 用于制备MMM的溶液造方法.
- 用于膜特征的SEM和FTIR.
- 拉力测试和气体透实验用于性能评估.
主要成果:
- 与纯Pebax-1657.7相比,氧化石墨烯纳米板 (GNPs) 显著提高了拉伸强度 (55.3%) 和模量 (3.2x).
- 混合矩阵膜 (MMM) 在不影响选择性的情况下,气体透率增加了五倍.
- 实现了最大的CO2/CH4分离系数21.9和CO2透率384的障碍.
结论:
- 加入碳纳米填充剂,特别是氧化GNP,增强了基于Pebax-1657的MMM的机械和气体分离性能.
- 已开发的MMM在CO2/CH4分离方面显示出有前途的性能,具有更高的透性和选择性.
- 该研究表明了MMM在先进气体分离技术中的潜力.
