界面聚合法制备用于脱氮提纯CH_(4)的N_(2)优先渗透ZIF-90/聚酰胺混合基质膜 被引量：2

1

作者 于喆淼 王志 +2 位作者 生梦龙 邢广宇 王纪孝 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期3273-3286,F0002,共15页

作为一种高效的分离方法,膜法分离非常规天然气具有较理想的应用前景。相较CH_(4)优先渗透膜,N_(2)优先渗透膜优势在于分离N_(2)/CH_(4)混合气后CH_(4)处于高压侧,利于后续处理。以均苯三甲酰氯为油相单体,间苯二胺为水相单体,采用界面... 作为一种高效的分离方法,膜法分离非常规天然气具有较理想的应用前景。相较CH_(4)优先渗透膜,N_(2)优先渗透膜优势在于分离N_(2)/CH_(4)混合气后CH_(4)处于高压侧,利于后续处理。以均苯三甲酰氯为油相单体,间苯二胺为水相单体,采用界面聚合法在聚砜基膜上制备致密超薄聚酰胺分离层,并通过向其中引入孔径可允许N_(2)分子通过而不允许CH_(4)分子通过的纳米颗粒ZIF-90,在膜内形成固定的N_(2)传递通道,成功制备了用于脱氮提纯CH_(4)的N_(2)优先渗透混合基质膜。膜渗透选择性能测试结果显示当混合基质膜中纳米颗粒掺杂量为0.30 g·L^(-1)时,2 bar(1 bar=0.1 MPa)进料压力下,N_(2)渗透速率达1.16×10^(-9) mol·m^(-2)·s^(-1)·Pa^(-1),N_(2)/CH_(4)分离因子达16.6,分离因子比未掺杂ZIF-90的聚酰胺膜提高46.5%,具有一定的处理非常规天然气脱氮提纯甲烷的应用潜力。 展开更多

关键词 气体 分离 n_(2)/ch_(4)分离 界面聚合 膜 混合基质膜

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基于沸石分子筛的CO_(2)分离膜研究进展

2

作者 张倩 范瑛琦 +6 位作者 高俊魁 赵孔银 辛清萍 钟进 拓鹏飞 王辉国 高宁宁 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1687-1691,共5页

综述了基于沸石分子筛材料的CO_(2)分离膜的研究进展,主要介绍了由不同拓扑结构沸石分子筛制备的无机膜和以沸石分子筛作为填料的混合基质膜的CO_(2)/CH_(4)分离性能,探讨了两种膜目前的研究瓶颈和相应的改进方法。针对以上几点,提出未... 综述了基于沸石分子筛材料的CO_(2)分离膜的研究进展,主要介绍了由不同拓扑结构沸石分子筛制备的无机膜和以沸石分子筛作为填料的混合基质膜的CO_(2)/CH_(4)分离性能,探讨了两种膜目前的研究瓶颈和相应的改进方法。针对以上几点,提出未来的研究重点在于超薄无机膜的制备及缺陷修复、混合基质膜的结构调控及构效关系研究,进而推动基于沸石分子筛材料的CO_(2)分离膜向工业化迈进。 展开更多

关键词 沸石分子筛 CO_(2)分离膜 CO_(2)/ch_(4)分离 缺陷修复 界面形貌

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基于二维蛭石纳米片混合基质膜分离CO_(2)/CH_(4)性能研究

3

作者 侯进鹏 马涛 +2 位作者 李征光 曾文涛 田维亮 《塔里木大学学报》 2024年第2期30-39,共10页

本研究以聚醚-聚酰胺嵌段共聚物(Pebax)为高分子膜基质,二维蛭石纳米片(VMT)为填充剂,制备不同填充量的混合基质膜(Pebax-VMT MMMs)。利用蛭石纳米片的结构以及其在混合基质膜内的排列方式,为CO_(2)构筑传输通道,同时提高膜对CO_(2)/CH_... 本研究以聚醚-聚酰胺嵌段共聚物(Pebax)为高分子膜基质,二维蛭石纳米片(VMT)为填充剂,制备不同填充量的混合基质膜(Pebax-VMT MMMs)。利用蛭石纳米片的结构以及其在混合基质膜内的排列方式,为CO_(2)构筑传输通道,同时提高膜对CO_(2)/CH_(4)的分离性能。通过对Pebax-VMT MMMs的表征和气体分离特性进行研究,结果表明,填充VMT后混合基质膜在CO_(2)/CH_(4)体系中的分离效果明显增强。当VMT填充量为5 wt%时,Pebax-VMT MMMs表现出了最优的CO_(2)分离性能,CO_(2)的渗透量为489.31 Barrer, CO_(2)/CH_(4)的选择性为39.96,与纯Pebax膜相比,CO_(2)渗透量增加98.3%,同时CO_(2)/CH_(4)的选择性增加84.2%。 展开更多

关键词 聚醚-聚酰胺嵌段共聚物 二维蛭石纳米片 CO_(2)/ch_(4)分离 CO_(2)通道

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MOFs基膜材料的研究现状及其在H_(2)/CH_(4)分离中的应用 被引量：3

4

作者 高逸飞 易群 +2 位作者 齐凯 高丽丽 李雪莲 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期6395-6407,共13页

氢气的生产、分离和储存已经成为世界绿色能源经济的重要组成部分。通过膜分离法从工业副产物中提纯氢气,不但操作简便,且显著降低了分离的能耗,是一种有前景的分离技术。金属有机框架(metal-organic frameworks,MOFs)因具有晶态、有序... 氢气的生产、分离和储存已经成为世界绿色能源经济的重要组成部分。通过膜分离法从工业副产物中提纯氢气,不但操作简便,且显著降低了分离的能耗,是一种有前景的分离技术。金属有机框架(metal-organic frameworks,MOFs)因具有晶态、有序、明确的多孔结构和较大的比表面积,被认为是理想的气体分离膜材料。本文以MOFs基分离膜为研究对象,对比综述了MOFs膜的常规制备技术,总结了水热/溶剂热法、界面合成法、二次生长法和浇铸法的合成机理及应用。简述了在H_(2)/CH_(4)分离方面MOFs膜的设计原理及应用。针对MOFs膜当前存在的柔性、孔径、晶界结构、稳定性等问题,重点介绍了对制备方法与改良和对薄膜的后修饰策略,以期实现对MOFs膜性能的调控。最后,指出了目前该技术存在的难以大规模生产、分离性能不足的缺点,开发低成本的大规模生产方法同时提高薄膜的分离性能将会是未来MOFs膜实现工业应用的关键。 展开更多

关键词 金属有机框架 膜材料 膜分离 气体分离 氢气/甲烷分离

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烧结ZIF-300/PSU6010混合基质膜用于高效CO_(2)分离 被引量：1

5

作者 魏以旺 孙玉绣 +1 位作者 郭翔宇 乔志华 《膜科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期30-36,共7页

以硝酸锌六水合物为金属源,5-溴苯并咪唑和2-甲基咪唑为配体,合成类沸石咪唑骨架材料ZIF-300.然后将不同温度下烧结的SZIF-300颗粒作为填料加入到聚醚砜(PSU)中,制备SZIF-300/PSU6010混合基质膜.研究不同的烧结温度和负载量对所制备的SZ... 以硝酸锌六水合物为金属源,5-溴苯并咪唑和2-甲基咪唑为配体,合成类沸石咪唑骨架材料ZIF-300.然后将不同温度下烧结的SZIF-300颗粒作为填料加入到聚醚砜(PSU)中,制备SZIF-300/PSU6010混合基质膜.研究不同的烧结温度和负载量对所制备的SZIF-300/PSU6010混合基质膜气体分离性能的影响.在烧结温度为450℃的条件下合成无定型SZIF-300-3,将其作为填料掺杂在聚醚砜中,制备出SZIF-300/PSU6010-3混合基质膜.结果表明,在进气压力为0.2 MPa、测试温度为25℃、烧结温度为450℃且SZIF-300负载量为30%(质量分数)条件下,SZIF-300/PSU6010-3混合基质膜的CO_(2)通量与纯膜相比基本保持不变,为10 Barrer;CO_(2)/CH_(4)选择性为60.22,是PSU纯膜选择性[α(CO_(2)/CH_(4))=17.15]的3.4倍. 展开更多

关键词 ZIF-300 烧结 混合基质膜 CO_(2)/ch_(4)分离

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磺化自聚微孔聚酰亚胺的制备及磺化度对其气体分离性能的影响

6

作者 刘清潭 储家琛 +1 位作者 李建新 马小华 《膜科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期1-7,共7页

研究了-SO3H基团的引入和不同磺化度对微孔聚酰亚胺气体分离膜的影响.区别于后磺化法,采用一步法使磺化单体2,4,6-三甲基二氨基苯磺酸(TrMSA)和非磺化单体2,4,6-三甲基-间苯二胺(DAM)与六氟二酐(6FDA)直接缩聚得到磺化聚酰亚胺(SPI),通... 研究了-SO3H基团的引入和不同磺化度对微孔聚酰亚胺气体分离膜的影响.区别于后磺化法,采用一步法使磺化单体2,4,6-三甲基二氨基苯磺酸(TrMSA)和非磺化单体2,4,6-三甲基-间苯二胺(DAM)与六氟二酐(6FDA)直接缩聚得到磺化聚酰亚胺(SPI),通过控制TrMSA和DAM的比例得到磺化度分别为25%,50%,75%与100%的聚合物.使用FTIR、XRD、TGA、BET和气体渗透仪等手段研究不同磺化聚酰亚胺薄膜的化学结构、链段堆积结构、热性能、比表面和气体分离性能.结果显示,引入的-SO_(3)H通过增强链间相互作用力,使得聚合物比表面积减小,以及链间距逐渐降低为0.57、0.52、0.47和0.42 nm,所有气体的渗透性均随磺化度的升高而下降,然而CO_(2)/CH_(4)选择性在扩散系数的主导下则逐渐上升.当磺化度为75%时,磺化聚酰亚胺CO_(2)的透过率达到107 Barrer,CO_(2)/CH_(4)选择性为47.8,在压力高达2 MPa时仍保持在45,证明所制备聚合物具有良好的抗塑化和气体分离性能. 展开更多

关键词 磺酸化 气体分离膜 聚酰亚胺 CO_(2)/ch_(4)分离

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蒸气辅助合成PCN-6(M)双金属有机框架材料及其CH_(4)和CO_(2)吸附性能

7

作者 元宁 马洁 +1 位作者 张晋玲 张建胜 《应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期896-903,共8页

以PCN-6(Cu_(3)TATB_(2))为母体材料,Co、Fe、Mn、Zn和Ni为第2种金属,将蒸气辅助法应用于双金属有机框架材料(MOFs)的合成中,并成功制备出PCN-6(M)(M=Co/Fe/Mn/Zn/Ni)系列双金属材料,采用粉末X射线衍射仪(PXRD)、扫描电子显微镜(SEM)、... 以PCN-6(Cu_(3)TATB_(2))为母体材料,Co、Fe、Mn、Zn和Ni为第2种金属,将蒸气辅助法应用于双金属有机框架材料(MOFs)的合成中,并成功制备出PCN-6(M)(M=Co/Fe/Mn/Zn/Ni)系列双金属材料,采用粉末X射线衍射仪(PXRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、电感耦合等离子发射光谱仪(ICP-OES)和气体吸附等技术手段对合成的材料进行了结构、形貌、组成和性能的表征,结果表明制备的PCN-6(M)系列双金属材料的PXRD衍射峰和形貌与母体材料PCN-6一致,交换的金属在材料中分布均匀,交换量(质量分数)分别为Co:12.1%,Fe:22.0%,Mn:16.1%,Zn:17.5%,Ni:16.8%,远高于相同条件下溶剂热法的金属交换量(5%左右),在气体吸附性能方面,PCN-6(Zn)、PCN-6(Ni)和PCN-6(Co)这3种双金属材料对CH_(4)和CO_(2)的吸附能力优于母体材料,理想吸附溶液理论(IAST)计算表明,PCN-6(Fe)对CO_(2)/CH_(4)的吸附选择性优于母体材料。通过蒸气辅助法制备双金属MOFs材料,可以提高金属的交换量并改变MOFs材料对不同气体分子的亲合力,进而提高材料对气体的吸附性能和选择性。蒸气辅助法为双金属MOFs材料的制备提供了新的思路,且有望用应于其它材料的制备中。 展开更多

关键词 气体吸附 CO_(2)/ch_(4)分离 蒸气辅助法 双金属有机框架材料

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基于多孔有机笼的混合基质膜及其CO_(2)/CH_(4)分离性能综合实验研究

8

作者 范黎黎 于丽婷 康子曦 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2023年第11期15-20,共6页

天然气是当今最重要的清洁能源之一,为了满足天然气纯化的需求,该文设计了一项综合研究方案,包括孔材料构筑、主-客体组装、薄膜制备、结构表征和性能分析等,实现了新型混合基质膜的创新研究。该实验以多孔有机笼为填料,通过离子液体在... 天然气是当今最重要的清洁能源之一,为了满足天然气纯化的需求,该文设计了一项综合研究方案,包括孔材料构筑、主-客体组装、薄膜制备、结构表征和性能分析等,实现了新型混合基质膜的创新研究。该实验以多孔有机笼为填料,通过离子液体在其内部的组装来调控孔道尺寸。分离结果表明:经离子液体组装的混合基质膜展现出优异的CO_(2)/CH_(4)分离性能,与聚合物膜和未经离子液体组装的混合基质膜相比,分离性能分别提升了50.4%和245.3%,且具有出色的压力和时间稳定性,为多孔有机笼在分离膜中的应用提供了新的思路,也为天然气纯化膜材料的设计提供了新的方向。 展开更多

关键词 天然气纯化 CO_(2)/ch_(4)分离 混合基质膜 多孔有机笼 离子液体组装

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面向氢气/甲烷分离分子筛膜微结构调控的研究进展 被引量：1

9

作者 柳波 潘宜昌 +1 位作者 周荣飞 邢卫红 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期6073-6085,共13页

氢能具有燃烧值高、零碳排放等优势,发展氢能技术是实现"碳达峰、碳中和"战略的重要举措。当前,基于天然气和石油路线的制氢均存在将氢气从甲烷等烃分子中分离的过程。氢气/甲烷分离主要有变压吸附法、深冷精馏法以及膜分离... 氢能具有燃烧值高、零碳排放等优势,发展氢能技术是实现"碳达峰、碳中和"战略的重要举措。当前,基于天然气和石油路线的制氢均存在将氢气从甲烷等烃分子中分离的过程。氢气/甲烷分离主要有变压吸附法、深冷精馏法以及膜分离法。分子筛膜具有精准分子筛分、高分离性能和稳定性好等优势,是低能耗分离氢气/甲烷最具发展潜力的膜材料。面向氢气/甲烷分离的应用需求,阐述了沸石分子筛膜和MOFs分子筛膜微结构调控策略、氢气/甲烷分离性能和构效关系的研究现状,分析了分子筛膜材料在氢气/甲烷分离领域的机遇和挑战。绘制了可与2008年聚合物膜Robeson上限图相比的分子筛膜性能数据图,并预测了分子筛膜在制氢分离领域经济可行的分离性能目标区域。 展开更多

关键词 膜 制氢 沸石 H_(2)/ch_(4)分离 分子筛膜 金属有机框架

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氮掺杂柔性块体多孔碳的制备及对CO_(2)/CH_(4)的吸附分离研究 被引量：1

10

作者 王娅鸽 王彬彬 +1 位作者 杨德威 李瑶 《材料导报》 CSCD 北大核心 2023年第22期229-237,共9页

为开发一种用于CO_(2)/CH_(4)吸附和分离的经济、高效、工艺简单的块体多孔碳材料,选取三聚氰胺海绵块为前驱体物质,将其用作块体碳的支撑骨架,同时也作为氮源,引入葡萄糖作为二次碳源,以CO_(2)气体作为活化剂,经一步碳化-活化制备氮掺... 为开发一种用于CO_(2)/CH_(4)吸附和分离的经济、高效、工艺简单的块体多孔碳材料,选取三聚氰胺海绵块为前驱体物质,将其用作块体碳的支撑骨架,同时也作为氮源,引入葡萄糖作为二次碳源,以CO_(2)气体作为活化剂,经一步碳化-活化制备氮掺杂柔性块体多孔碳,并探讨葡萄糖负载量、活化温度及活化时间对多孔碳孔隙结构形成和化学成分的影响。测试结果表明:葡萄糖负载量为0.5 g、活化温度为800℃、活化时间为3 h时,所制备的样品有最大的比表面积(845 m^(2)/g)、最高的总孔体积(0.37 cm^(3)/g)以及最发达的微孔结构,其微孔体积高达0.30 cm^(3)/g,占总孔体积的81%,超微孔体积高达0.26 cm^(3)/g,占总孔体积的百分比高达70%。在25℃、0.1 MPa压力下,AMC-800-3展现出最优的CO_(2)吸附容量,可达2.84 mmol/g;根据亨利定律,利用低压(<0.015 MPa)下的吸附等温线起始斜率计算得出AMC-800-3对CO_(2)/CH_(4)的固有选择性系数为2.70,仅次于未活化样品;根据理想溶液吸附理论(IAST),在0.1 MPa压力下,AMC-800-3对二元混合气体CO_(2)/CH_(4)(50V/50V)的分离选择性系数为2.35,这主要归因于该样品所具有的优异的微孔结构和一定量氮的协同作用;通过动态穿透实验进一步测试了AMC-800-3对二元混合气体CO_(2)/CH_(4)(50V/50V)的选择性,结果与IAST计算相接近。本工作所制备的氮掺杂柔性块体多孔碳在减少碳排放、提高煤层气利用率等方面具有良好的应用前景。 展开更多

关键词 氮掺杂 柔性 块体多孔碳 CO_(2)/ch 4吸附分离

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AlPO-18分子筛膜在N2/CH4体系中的分离性能研究

11

作者 占天琪 吴婷 +3 位作者 石玉银 李玉琴 桂田 陈祥树 《江西师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2019年第6期576-581,共6页

采用廉价的N,N-二异丙基乙胺(DIPEA)为结构导向剂,通过2次水热合成法,在大孔管状莫来石支撑体上成功制备出具有N2/CH4分离性能且重复性良好的AlPO-18分子筛膜.对合成的AlPO-18分子筛膜进行了不同单气体的渗透性能测试;考察了测试压力及... 采用廉价的N,N-二异丙基乙胺(DIPEA)为结构导向剂,通过2次水热合成法,在大孔管状莫来石支撑体上成功制备出具有N2/CH4分离性能且重复性良好的AlPO-18分子筛膜.对合成的AlPO-18分子筛膜进行了不同单气体的渗透性能测试;考察了测试压力及温度对N2、CH4在AlPO-18分子筛膜上的气体渗透行为影响.在303 K及0.1 MPa压差测试条件下,性能最佳的AlPO-18分子筛膜对N2的渗透速率及N2/CH4的理想选择性分别为0.91×10^-7 mol·m^-2·s^-1·Pa^-1和7.9. 展开更多

关键词 AlPO-18分子筛膜 DIPEA n2/ch4分离 气体渗透行为

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