PEBA中空纤维复合膜制备及阻力性能 .pdfVIP

2012年11月摇摇摇摇摇摇CHEMICALJOURNALOFCHINESEUNIVERSITIES摇摇摇摇摇摇2591~2596

PEBAX襆2533/PSf中空纤维复合膜

制备及阻力性能

丁晓莉,张摇潮,张玉忠,曹占平

(天津工业大学材料科学与工程学院,中空纤维膜材料与膜过程省部共建国家重点实验室培育基地,天津300387)

摘要摇采用浸渍涂层法制备了聚醚共聚酰胺(PEBAX襆2533)/聚砜(PSf)中空纤维复合膜.考察了涂层液浓

度、温度和基膜预处理对复合膜结构、阻力及渗透性能的影响,并考察了操作压力对膜渗透性能的影响.实

验结果表明,随着涂层液浓度的增加,复合膜致密层厚度及阻力增大,复合膜总阻力及支撑层阻力先增大后

减小,CO渗透速率先减小后增大,分离系数增大.随着涂层温度升高,复合膜致密层厚度及阻力减小,支

2

撑层阻力增大,复合膜总阻力先减小后增大,分离系数和渗透速率先增大后减小.经过预处理,复合膜致密

层厚度减小、阻力大幅度减小,CO渗透速率增大58%,分离系数略有下降.复合膜支撑层阻力过大,尤其

2

是支撑层的致密结构影响复合膜的塑化行为.

关键词摇膜阻力;预处理;中空纤维复合膜;CO分离

2

中图分类号摇O631;TQ028.8摇摇摇摇文献标识码摇A摇摇摇摇doi:10.7503/cjc

煤、石油和天然气在使用过程中产生的CO约占CO排放总量的70%[1],是宝贵的资源,在化

22

工、农业和能源等领域均可产生巨大的经济效益[2~8].CO的分离不仅可缓解温室效应引发的环境压

2

力,还可产生经济效益,因此对CO分离技术的研究尤为重要.CO的分离可采用吸收法、吸附法、低

22

温分离法和膜分离法等[9~11].膜分离法具有投资少、能耗低、使用方便及操作弹性大等特点,是CO

2

分离技术研究开发的重点.膜分离法既要求膜材料对CO具有较高的渗透性,又要求膜材料具有较高

2

的CO选择性,同时还要求膜材料具有良好的机械强度、化学性能及抗塑化性能.聚醚共聚酰胺

2

(PEBAX)树脂由规则的线性聚酰胺(PA)硬链段与

柔软的聚醚(PEth)链段构成(结构见Scheme1).

大量聚醚链段的存在增大了PEBAX对CO的溶解

2Scheme1摇ChemicalformulaofPEBAX

性及溶解选择性,使其成为优异的CO分离膜材

2

料[12~16].PEBAX襆2533的CO渗透性和CO/N分离系数较高,是良好