离子液体增强混合连接剂ZIF基混合基质膜的界面相容性,用于高级CO2/CH4分离

合基质膜(MMMs)因其高微孔性和卓越的气体分离性能而被高度看好,用于天然气脱硫处理。然而,MMM在聚合物/填料界面相容性方面经常面临挑战,这导致气体分离性能的下降。在本研究中,采用了混合连接剂ZIF-7-8作为填料,通过精细调控分子筛分性能以实现CO2/CH4分离。引入了氨基功能化离子液体([C3NH2Mim][Cl])来构建ZIF-7-8填料和聚合物基质之间的界面连接,通过配位和氢键作用实现,这一点通过扩展X射线吸收细结构(EXAFS)和电子顺磁共振(EPR)得到验证。通过IL设计界面相互作用对提高界面相容性和CO2/CH4分离性能至关重要。新开发的20% ZIF-7-8-IL (1%)/PI和25% ZIF-7-8-IL (1%)/PI MMMs在纯气体分离中显示出了显著的CO2透过性能提高,分别增加了244.2%和291.6%,从308提高到1060和1206 barrer,相比原始聚酰亚胺基质。此外,25% ZIF-7-8-IL (1%)/PI MMM还在-45–35 °C的温度范围内展现出了卓越的低温混合气体CO2/CH4分离性能,远超2018年混合气CO2/CH4的上限界限。

服务对象 : 中国科学院过程工程研究所

发表时间: Issue 47, 2022

发表期刊: JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY A

文章链接: https://doi.org/10.1039/D2TA05767K

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