【摘 要】
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金属有机骨架化合物(MOFs)具有比表面积大、孔隙率高、结构多样化等优点,已经被广泛应用于气体吸附和气体分离膜研究.沸石咪唑酯骨架化合物ZIF-8是一种性能优异的MOFs材料,但ZIF-8颗粒与聚合物分子之间的相容性有限,在制备混合基质膜(MMMs)时容易产生缺陷,限制了气体分离性能的提高.本研究利用聚乙烯亚胺(PEI)对ZIF-8进行合成改性,在保证其良好的多孔结构的基础上,显著提高了颗粒在甲醇
【机 构】
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天津大学化工学院化学工程研究所、天津化学化工协同创新中心,化学工程联合国家重点实验室(天津大学),天津市膜科学与海水淡化技术重点实验室,天津,300072
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金属有机骨架化合物(MOFs)具有比表面积大、孔隙率高、结构多样化等优点,已经被广泛应用于气体吸附和气体分离膜研究.沸石咪唑酯骨架化合物ZIF-8是一种性能优异的MOFs材料,但ZIF-8颗粒与聚合物分子之间的相容性有限,在制备混合基质膜(MMMs)时容易产生缺陷,限制了气体分离性能的提高.本研究利用聚乙烯亚胺(PEI)对ZIF-8进行合成改性,在保证其良好的多孔结构的基础上,显著提高了颗粒在甲醇和水溶液中的分散性.实验通过红外、扫描电镜、透射电镜、Zeta电位等表征手段进一步验证了PMZIF-8颗粒的分散性以及与聚乙烯基胺(PVArn)膜基体的相容性均优于ZIF-8颗粒.对混合气CO2/N2(体积比15/85)的气体分离性能测试表明,当进料气压力为0.3 MPa时,PVAm/PMZIF-8混合基质膜的CO2渗透速率为498 GPU,CO2/N2分离因子为70.1,与PVAm/ZIF-8混合基质膜相比,分别提高了31.1%和26.5%.
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