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小分子胺改性 CO 2 分离膜的研制

小分子胺改性 CO 2 分离膜的研制. 本 科 生：马子健 指导教师：王志 教授 2012 年 6 月. 主要内容. 1. 文献综述. 2. 利用含苯环小分子胺对 PVAm 改性的探索. 3. PVAm- 醇胺 /PS 复合膜的制备及性能研究. 4. 结论. 文献综述. 研究背景. CO 2 气体分离膜具有广阔的发展前景. 温室效应已成为影响全球环境的主要问题之一， CO 2 的排放对于温室效应 贡献最大 ， CO 2 的分离与捕集意义重大. 文献综述. 固定载体膜所面临的问题及解决思路. 高 CO 2 分压下 膜选择性能不高. 膜内载体含量低.

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小分子胺改性 CO 2 分离膜的研制

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Presentation Transcript

  1. 小分子胺改性CO2分离膜的研制 本 科 生：马子健 指导教师：王志 教授 2012年6月

  2. 主要内容 1.文献综述 2.利用含苯环小分子胺对PVAm改性的探索 3.PVAm-醇胺/PS复合膜的制备及性能研究 4.结论 Tianjin University

  3. 文献综述 • 研究背景 CO2气体分离膜具有广阔的发展前景 温室效应已成为影响全球环境的主要问题之一，CO2的排放对于温室效应贡献最大，CO2的分离与捕集意义重大 Tianjin University

  4. 文献综述 固定载体膜所面临的问题及解决思路 高CO2分压下 膜选择性能不高 膜内载体含量低 问题得到解决 两类有机小分子 胺进行改性 增强膜溶解-扩散选择性 和反应-扩散选择性 4 Tianjin University

  5. 利用含苯环小分子胺对PVAm改性的探索 苯环胺种类对PVAm-苯环胺复合膜渗透选择性能的影响 湿涂层厚度：50µm 20vol%CO2,80vol%N2 5 Tianjin University

  6. PVAm-醇胺/PS复合膜的性能研究 醇胺交联PVAm原理 PVAm-醇胺均质膜与PVAm均质膜的红外光谱图 游离态OH伸缩振动峰（3700-3500cm-1） 结合态OH伸缩振动峰（3450-3200cm-1） C=O特征峰（1660cm-1）， 6 Tianjin University

  7. PVAm-醇胺/PS复合膜的性能研究 不同交联剂改性PVAm/PS复合膜渗透选择性能比较 湿涂层厚度：50µm 20vol%CO2,80vol%N2 7 Tianjin University

  8. PVAm-醇胺/PS复合膜的性能研究 不同交联剂改性PVAm/PS复合膜渗透选择性能比较 PVAm-醇胺涂膜液和PVAm-醇胺均质膜中的mAgent/mPVAm 8 Tianjin University

  9. PVAm-醇胺/PS复合膜的性能研究 不同交联剂改性PVAm/PS复合膜渗透选择性能比较 不同醇胺对改性均质膜结晶度变幅的影响 3-氨基丙醇>异丙醇胺 结晶度和分子结构是导致不同醇胺交联改性效果差异的原因 9 Tianjin University

  10. PVAm-醇胺/PS复合膜的性能研究 异丙醇胺共混含量对复合膜渗透选择性能的影响 湿涂层厚度：50µm 20vol%CO2,80vol%N2 10 Tianjin University

  11. PVAm-醇胺/PS复合膜的性能研究 异丙醇胺共混含量对复合膜渗透选择性能的影响 PVAm-异丙醇胺涂膜液和PVAm-异丙醇胺均质膜中的m异丙醇胺/mPVAm 11 Tianjin University

  12. PVAm-醇胺/PS复合膜的性能研究 异丙醇胺共混含量对复合膜渗透选择性能的影响 m异丙醇胺/mPVAm对改性均质膜结晶度变幅的影响 12 Tianjin University

  13. PVAm-醇胺/PS复合膜的性能研究 3-氨基丙醇共混含量对复合膜渗透选择性能的影响 湿涂层厚度：50µm 20vol%CO2,80vol%N2 13 Tianjin University

  14. PVAm-醇胺/PS复合膜的性能研究 3-氨基丙醇共混含量对复合膜渗透选择性能的影响 PVAm-3-氨基丙醇涂膜液和PVAm-醇胺均质膜中的mAgent/mPVAm 14 Tianjin University

  15. PVAm-醇胺/PS复合膜的性能研究 3-氨基丙醇共混含量对复合膜渗透选择性能的影响 m3-氨基丙醇/mPVAm对改性均质膜结晶度变幅的影响 15 Tianjin University

  16. 结论 本文针对固定载体膜存在的高压下选择性能不高的问题，通过引入氨基、羟基、苯环等极性基团增强膜对CO2的溶解性和亲和性，同时增加膜内载体含量，从而增强膜的溶解-扩散选择性和反应-扩散选择性，使膜的选择性能得到提高。分别用含苯环胺、异丙醇胺和3-氨基丙醇对PVAm进行改性，然后利用CO2/N2混合气考察复合膜的CO2/N2渗透选择性能。改性后的复合膜在高压下体现出较好的选择性能，其中PVAm-苯二胺/PS复合膜在进料压力为2.0MPa时分离因子达到160以上。 16 Tianjin University

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