用于分离CO 2 /N 2 的固定载体复合膜制备及性能研究

发布时间：2021-08-14 19:07

　　膜分离被认为是当今绿色、高效的CO2分离与捕集技术之一,因此,开发低成本、高分离性能的CO2分离膜成为当今研究热点。本文主要是以商业聚砜（PS）超滤膜为底膜,通过Dip-coating和Drop-coating两种制膜方法在PS底膜上涂覆聚二甲基硅氧烷（PDMS）作为“gutter layer”层,选用聚乙烯基胺（PVAm）和高分子量的聚醚胺（PEA）作为分离层,一步法简单快速地制备PVAm-PEA/PDMS/PS固定载体复合膜。通过比较两种方法所制备的复合膜的气体渗透性能,选出性能最优的复合膜作为底膜,通过添加不同含量的ZIF-8纳米颗粒,制备用于分离CO2/N2的气体分离膜。通过一系列的表征和测试,考察每种复合膜对CO2/N2的气体渗透性能的影响,主要内容及结论如下:（1）采用Dip-coating的方法在PS超滤膜表面涂覆不同浓度的PDMS层来制备PDMS/PS复合膜,通过气体渗透性能测试得出在PDMS的质量分数为2%时CO2和N2的气体渗透速率最大,在0.1 MPa下分别达到560 GPU和95 GPU。再以2%PDMS/PS复合膜作为底膜,以相同的方法在膜表面涂覆PVAm-P... 

【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 气体分离膜
        1.1.1 气体分离膜研究现状
        1.1.2 气体分离膜材料研究进展
        1.1.3 气体分离膜分离机理
        1.1.4 气体分离膜的制备方法
    1.2 固定载体复合膜简介
    1.3 用于分离CO_2/N_2的气体分离膜的研究进展
    1.4 本文的研究意义及主要内容
2 实验方案和表征方法
    2.1 实验材料
    2.2 实验仪器与设备
    2.3 实验与表征
        2.3.1 无机纳米材料的表征
        2.3.2 气体分离膜制备
        2.3.4 气体分离膜的表征及分离性能测试
3 Dip-coating法制备固定载体膜及性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验设计
        3.2.1 PDMS/PS复合膜的制备
        3.2.2 PVAm-PEA/PDMS/PS固定载体复合膜的制备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 固定载体复合膜的表征及分析
        3.3.2 Dip-coating法制备固定载体复合膜过程机理分析
    3.4 本章小结
4 Drop-coating法制备固定载体膜及性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验设计
        4.2.1 PDMS/PS复合膜的制备
        4.2.2 PVAm-PEA/PDMS/PS固定载体复合膜的制备
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 固定载体复合膜的表征及分析
        4.3.2 Drop-coating法制备固定载体复合膜过程机理分析
    4.4 本章小结
5 基于ZIF-8 纳米颗粒的固定载体复合膜的制备及性能研究
    5.1 引言
    5.2 实验设计
        5.2.1 ZIF-8 纳米颗粒的合成
        5.2.2 含有ZIF-8 纳米颗粒固定载体复合膜的制备
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 ZIF-8 纳米颗粒的表征及分析
        5.3.2 含ZIF-8 的固定载体复合膜的表征及分析
    5.4 本章小结
6 结论与展望
参考文献
个人简历及在攻读硕士期间发表的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]二次生长法制备ZIF-8膜及其对CO2/N2的分离性能[J]. 赵祯霞,许锋,李忠.  化工学报. 2014(05)
[2]分离CO2膜技术[J]. 王志,袁芳,王明,王纪孝,王世昌.  膜科学与技术. 2011(03)
[3]PVAm/PAN复合膜的制备及其对CO2/CH4的分离性能[J]. 王志,董传明,吕强,王世昌.  化工学报. 2003(08)

博士论文
[1]分离CO2固定载体膜传质机理及其膜过程模拟和优化研究[D]. 杨东晓.天津大学 2009



本文编号：3343017