基于聚二甲基西洛的混合矩阵膜与预处理的烟二氧化,以高效的CO2分离
Murshid Jaman Chowdhury1,2, Jianzhong Lou3, Debasish Kuila4
1Department of Applied Science and Technology (AST), College of Science and Technology, North Carolina Agricultural and Technical State University, Greensboro, NC, 27411, USA.
表面处理的烟增强了聚二甲基 (PDMS) 混合矩阵膜 (MMMs),以改善二氧化碳 (CO2) 分离. 优化的膜显示出明显更高的二氧化碳透性和选择性比 (N2) 和甲 (CH4).
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 环境科学 环境科学
背景情况:
- 聚甲基 (PDMS) 膜对二氧化碳分离具有前景,但选择性较低.
- 提高PDMS膜中的CO2/N2和CO2/CH4选择性对于高效的气体分离应用至关重要.
研究的目的:
- 开发混合矩阵膜 (MMM) 使用表面处理的化 (FS) 纳入PDMS矩阵.
- 提高PDMS膜的二氧化碳分离性能,特别针对对N2和CH4的增强选择性.
主要方法:
- 雾化二氧化 (FS) 的表面处理以减少水友性并改善PDMS中的分散.
- 制造具有不同FS负载的PDMS-FS混合矩阵膜 (MMM).
- 单一气体透测试用于评估CO2,N2和CH4的透性和选择性.
主要成果:
- 对FS的表面处理导致PDMS的均分散,增加了分数自由体积并提高了CO2的透性.
- 使用7.5%重量的FS优化的MMM显示了1.42倍的CO2透性,1.47倍和1.39倍的CO2/N2和CO2/CH4选择性.
- 结构和热分析证实了PDMS矩阵的完整性与填充剂的结合;料压力和时间没有显著影响分离性能.
结论:
- 表面处理的FS结合有效地提高了基于PDMS的MMM的CO2分离性能.
- 优化的MMM提供了一个有前途的解决方案,可以有效地捕获和分离CO2,N2和CH4.
- 开发的MMM表现出强大的性能,不受料压力或时间变化的影响.
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