HQDEA-DMMDA型聚醚酰亚胺/二氧化硅混合基质膜的制备及其气体分离性能研究  

Preparation of polyetherimide(HQDEA-DMMDA)/fumed silica mixed matrix membranes and their permeation properties

作　　者：张立秋[1] 任吉中[1] 李晖[1] 赵丹[1] 邓麦村[1] 

机构地区：[1]中国科学院大连化学物理研究所,大连116023

出　　处：《膜科学与技术》2013年第6期25-31,共7页Membrane Science and Technology

基　　金："863"基金项目(2012AA03A611);国家科技支撑计划(2011BAC08B00)支持

摘　　要：以HQDEA-DMMDA新型聚醚酰亚胺(PEI)为基质膜材料,疏水型气相二氧化硅TS-530为填料,将TS-530分散到聚醚酰亚胺溶液中并采用流涎成膜方法,制备出不同质量比PEI/TS-530混合基质膜.与PEI膜相比,TS-530粒子的加入改变了聚合物链段的堆砌,增加了有效自由体积,使H2、CH4、N2、O2以及CO2的渗透系数都得到了增加,同时CO2对CH4、N2以及O2对N2的选择性均未发生较大程度的改变.随TS-530浓度增加,分子动力学直径越大的气体其渗透系数、扩散系数提升幅度越大,这与Maxwell模型发生了较大的偏离,而溶解系数的变化则取决于极性醚氧基团含量以及界面吸附作用.Polyetherimide （HQDEA-DMMDA） and hydrophobic fumed silica （TS-530） are used to prepare dense PEI/TS-530 mixed matrix membranes by a casting method.The introduction of TS-530 can modify the chain packing of PEI/TS-530 and increase the gas permeabilities of H2,CH4,N2,O2 and CO2.With increasing TS-530 concentration,the gas permeabilities and diffusion coefficients increase greatly,which deviates from the prediction of the Maxwell model.The gas solubility coefficients depend on the ether oxygen groups and the adsorption of the polymer-particle interface.For PEI/TS-530 mixed matrix membranes with different TS-530 concentrations,the selectivities of CO2/N2,CO2/CH4 and O2/N2 do not change significantly.

关 键 词：HQDEA-DMMDA型聚醚酰亚胺 疏水型气相二氧化硅TS-530 混合基质膜 气体分离 

分 类 号：TB383.2[一般工业技术—材料科学与工程] TQ028.8[化学工程]