SPEEK/PSI半互穿网络共混膜的制备及其CO2分离研究

为了获得高性能的气体分离膜,实现烟道气中CO2/N2高效分离回收,以磺化聚醚醚酮(SPEEK)和聚琥珀酰亚胺(PSI)为原料,己二胺为交联剂,原位交联反应制备富含氨基的半互穿网络共混膜,在膜内构建CO2传递通道和亲和位点,并采用红外光谱对共混膜的结构进行表征.研究水含量、PSI用量和进料气压力对膜气体分离性能的影响,在混合气条件下考察其气体分离性能和长时间运行稳定性.研究结果表明:SPEEK与PSI两相界面相容性较好,它们之间存在较强的相互作用,且呈半互穿网络微结构;PSI含量为60％(质量)时,纯气和混合气条件下CO2渗透性分别为652和601 Barrer,对应的CO2/N2选择性为67.6和60.3,优于纯SPEEK膜,且超过2008年的Robeson上限;共混膜运行360 h后,CO2渗透性和CO2/N2选择性仍然稳定.这主要是因为SPEEK与PSI形成富含氨基的半互穿网络微结构后,一方面提供了CO2促进传递载体;另一方面,增强了共混膜的保水性能,形成大量CO2传递水通道.