利用空位和缺陷工程协同效应提高Pebax膜的CO_(2)分离
由于二维MoS_(2)纳米片表面孔隙率低、层间堆积传质路径长以及在聚合物中相容性差等问题,很难同时提高其混合基质膜的选择性和渗透速率。本文首先通过离子印迹技术制备得富含空位和缺陷的MoS_(2)(P-MoS_(2)),并使用4-氨基-3-肼基-5-巯基-1,2,4-三唑(AHMT)对P-MoS_(2)改性制备杂化材料(AHMT-MoS_(2))。然后,将AHMT-MoS_(2)添加到聚醚嵌段聚酰胺(Pebax)中制备铸膜液,并涂覆在亲水改性的聚砜(mPSf)支撑体上制备混合基质复合膜(Pebax/AHMT-MoS_(2))。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和N_(2)吸脱附表征材料和膜的化学结构、孔隙结构和形态结构。研究了材料的制备条件和测试条件对气体分离的影响。结果表明:Pebax/AHMT-MoS_(2)的CO_(2)渗透速率为818 GPU,CO_(2)/N_(2)选择性为56。这是因为通过离子印迹策略在MoS_(2)表面构建缺陷,增加了CO_(2)亲和位点;其表面孔和层间通道为CO_(2)提供了扩散通道。同时,氨基和肼基的引入,增强了CO_(2)的反应选择性,显著提高分离效果。优异的气体分离性能与低成本,使制备的混合基质复合膜在CO_(2)分离领域极具应用潜力。
化工学报
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