2023年5月May2023化学工业与工程CHEMICALINDUSTRYANDENGINEERING第40卷Vol.40第3期No.3收稿日期:2022-11-22修回日期:2023-02-17基金项目:湖南省教育厅创新平台开放基金(20K060);国家自然科学基金(22178092)。作者简介:马英楠(1992-),男,讲师,现从事分子分离膜、质子交换膜、新型膜材料等方面的研究。通信作者:马英楠,讲师,E-mail:Mayingnan9@163.com;曾乐林,副教授,E-mail:zenglelin2013@126.com。Doi:10.13353/j.issn.1004.9533.20220839MOFs/PEI混合基质膜的制备及CO2分离性能研究马英楠∗,何兴艳,唐少华,刘娜,曾乐林∗(湖南理工学院化工学院,湖南岳阳414006)摘要:二氧化碳的分离和捕获对可持续发展具有重要意义。聚醚酰亚胺(PEI)具有优异的耐溶剂、耐高温、选择性高等优势,然而CO2渗透性能低成为限制其进一步发展的关键瓶颈。通过引入2种三维MOFs颗粒[UIO-66和MIL-101(Cr)]及2种二维MOFs纳米片[CuBDC和Zn2(bim)4]制备了4种MOFs/PEI混合基质膜(MMMs),对膜的物理化学性质及CO2分离性能展开深入研究。结果表明MOFs的引入大幅提高了PEI膜的CO2扩散系数及分离性能,并改善了PEI膜的抗CO2塑化性能。同时,相比三维MOFs颗粒,二维CuBDC纳米片与PEI表现出更高的相容性,其填料含量为20%时MMMs的CO2渗透通量相比纯PEI膜提高了3.5倍,其CO2/CH4选择性提高了2.2倍。以二维MOFs纳米片为功能性填料制备混合基质膜用于CO2分离是一种有效的策略。关键词:CO2分离;膜分离;混合基质膜;二维MOFs纳米片中图分类号:TQ319文献标志码:A文章编号:1004-9533(2023)03-0084-12PreparationandCO2separationperformanceofMOFs/PEImixedmatrixmembranesMAYingnan∗,HEXingyan,TANGShaohua,LIUNa,ZENGLelin∗(SchoolofChemicalIndustry,HunanInstituteofScienceandTechnology,YueyangHunan414006,China)Abstract:Theseparationandcaptureofcarbondioxideisofgreatimportanceforsustainabledevelop-ment.Polyetherimide(PEI)hastheadvantagesofexcellentsolventresistance,hightemperatureresist-anceandhighselectivity,butthelowpermeabilitylimitsitsfurtherdevelopment.Inthisstudy,twokindsofthree-dimensionalMOFsparticles[UIO-66andMIL-101(Cr)]andtwokindsoftwo-dimension-alMOFsnanosheets[CuBDCandZn2(bim)4]wereintroducedtopreparefourkindsofMOFs/PEImixedmatrixmembrane(MMMs).ThephysicalandchemicalpropertiesofMMMswerestudied,andtheCO2separationperformancewasfu...
