二元和三元纳米复合物膜用于气体分离,将微细分散的碳纳米管纳入聚乙烯块胺基质中

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 聚合物科学 聚合物科学
• 纳米技术 纳米技术

背景情况:

• 混合矩阵膜 (MMM) 对于高效的气体分离至关重要.
• 在聚合物矩阵中实现多壁碳纳米管 (MWCNT) 等纳米填料的均分散仍然是一个挑战.
• 聚乙块胺 (Pebax®2533) 是用于膜应用的有前途的聚合物.

研究的目的:

• 开发和描述用于气体分离的具有散MWCNT的MMM.
• 调查MWCNT加载和聚酸盐添加对膜性质和性能的影响.
• 为了评估这些纳米复合材料膜中气体透的温度依赖性.

主要方法:

• 使用超声波和聚酸盐将未净化的MWCNT纳入Pebax®2533矩阵.
• 使用SEM,FT-IR,DSC和TGA来表征膜形态和热特性.
• 气体透测试是在25-55°C的温度下进行的.

主要成果:

• 在没有填充剂预处理的情况下,在高MWCNT负载 (高达18%重量) 的情况下,可以实现无缺陷的MMM.
• 观察到气体透率的显著增加,显著的增强值约为7重%的MWCNT负载.
• 聚酸盐的添加改善了MWCNT的分散,提高了透性和选择性.

结论:

• 超声波和聚酸盐是分散MWCNT在Pebax®2533中的有效方法,用于气体分离MMM.
• 高MWCNT负载可以在不损害膜完整性的情况下实现,从而产生优越的气体运输特性.
• 这些MMM为开发高性能气体分离技术提供了一个有前途的途径.