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1、化學工程師ChemicalEngineer2013年第10期i臻i文章編號：oo一4‘o?！?一oo4一o有機一無機雜化氣體分離膜研究遴邊海，劉然，高會元，李媛媛(河北聯(lián)合大學化學工程學院。河北唐山063009)摘要：介紹氣體的分離機理及雜化膜的主要制備方法；并對雜化膜的改性進行詳細地闡述；為獲得氣體分離性能優(yōu)異的有機一無機雜化氣體分離膜奠定理論基礎。關鍵詞：有機一無機雜化；氣體分離；制備；改性中國分圖號：TQ028．8文獻標識碼：AResearchoforganic-inorganichybridgasseparationmembraneBIANHai，LIURan，GAOHui—yu
2、an，LIYuan-yuan(CollegeChemicalEngineering，HebeiUnitedUniversity，Tangshan063009，China)Abstract：Theseparationmechanismandpreparationmethodofhybridgasseparationmembraneareintro—duced．Andthemodificationofhybridmembranesisdescribedindetail．Thisworklaysthetheoreticalfoundationtoobtainthegasseparationpe
3、rformanceexcellentorganic—inorganichybridmembrane．Keywords：organic-inorganichybrid；gasseparation；preparation；modification有機一無機雜化膜是指向有機基體中引入無溶膠凝膠法(sol—ge1)是現(xiàn)代雜化膜工藝應用最機組分，從而使雜化膜能夠同時擁有有機膜的韌性廣泛的制備技術，反應條件溫和，操作簡單，將有機以及無機膜的耐高溫特性，同時也能夠提高膜的氣相與無機粒子共同溶解于溶劑中，使之形成溶膠，體滲透性能及分離性能。這種雜化膜的優(yōu)良性能已溶膠粘度逐漸擴大，經過一系列處理后，最終得
4、到經引起了許多科學研究者的注意，且已成為膜技術凝膠溶液，即可獲得納米雜化膜材料，能夠更好地領域新型膜材料研究的熱點。有機一無機雜化材料提高了雜化膜的分離性能。已經得到了大范圍領域的應用，比如在微電子、傳王茂功等以硅藻土一莫來石陶瓷膜管為支撐感器及分離膜等【I-3】。體，TiO為過渡層，采用sol—gel法利用聚酰亞胺(PI)和TiO2制備了一系列不同TiO2含量的PI／TiO1氣體分離機理雜化膜。結果表明：與純聚酰亞胺膜相比，該雜化膜對CO2／N：的分離性能較高；當TiO含量為25％(質氣體分離膜主要是根據(jù)不同的氣體在一定的量分數(shù))時，CO2／N：的分離系數(shù)達到了31．3。壓力推動下透過
5、膜的速率不同，從而能夠實現(xiàn)各氣2．2原位聚合法體的分離。氣體分離膜分為兩類，分別為多孔膜和原位聚合法是將無機納米粒子和單體進行攪致密膜。多孔膜大多數(shù)都是以氣體滲透來實現(xiàn)氣體拌，使之混合均勻，并能夠在適宜情況下促使高分分離，而致密膜作為較常用的分離膜，主要根據(jù)溶子單體進行聚合反應，從而得到無機納米材料分散解一擴散機理分離，首先，氣體在膜的高壓側表面的雜化膜。通過該方法制備得到的雜化膜，主要是進行溶解，同時氣體能夠通過氣體濃度的差異在膜利用表面改性后無機粒子均勻分散于聚合物作用，中擴散，并在低壓側解吸出來【]。從而在聚合物內能夠形成空間位阻效應，使聚合物穩(wěn)定性獲得大大改善，以獲得性能優(yōu)良的有
6、機一無2雜化膜的制備機雜化膜。Kim等采用原位聚合法制備出聚酰胺基?6b2．1溶膠一凝膠法環(huán)氧乙烷(PEBAX)／SiO：雜化膜。結果表明：SiO：粒子增加了可讓氣體通過的無定形區(qū)，同時也提高了收稿日期：2013—06—20雜化膜的氣體滲透性能。CO2／He和CO2／N：的氣體分作者簡介：邊海(1969一)，男，在讀碩士研究生。導師簡介：高會元(1963一)，男，教授，主要研究方向：無機膜制備與應離因子隨著SiO粒子含量的增加而提高。用。2．3直接分散法邊海等：有機一無機雜化氣體分離膜研究2013年第1O期直接分散法(共混法)是制備納米復合材料最用無機網絡原位聚合法制備的聚醚酰亞胺(PE
7、I)直接的方法，該方法的操作是直接將無機納米粒子／TEOS雜化膜，機械強度高、耐壓性強。從SEM照片通過各種方法使之與高聚物混合。按照共混的方式上可以具體觀察到在一定的壓力下聚醚酰亞胺膜不同可分為溶液共混與溶膠一聚合物共混。其中，N滲透20h后有很大的壓密，會出現(xiàn)折痕，但是溶液共混法主要是向溶劑中添加有機溶液，并加人PEI／TEOS雜化膜壓密程度不明顯。無機納米粒子，通過劇烈攪拌達到均勻，從而得到對于有機無機雜化氣體分離膜，在未來中
