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用于CO2分离的混合基质膜中填充剂的研究进展

侯进鹏 ,  张秋艳 ,  徐壮 ,  郭瑞丽 ,  李雪琴

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引用本文: 侯进鹏, 张秋艳, 徐壮, 郭瑞丽, 李雪琴. 用于CO2分离的混合基质膜中填充剂的研究进展[J]. 化学通报, 2018, 81(5): 402-408. shu
Citation:  Hou Jinpeng, Zhang Qiuyan, Xu Zhuang, Guo Ruili, Li Xueqin. Research Progress in Fillers of Mixed Matrix Membrane Based on CO2 Separation[J]. Chemistry, 2018, 81(5): 402-408. shu

用于CO2分离的混合基质膜中填充剂的研究进展

  • 石河子大学化学化工学院 新疆兵团化学化工学院化学工程绿色工程重点实验室 石河子 832003

    • 通讯作者: 李雪琴 博士, 讲师, 主要从事膜分离、天然产物分离纯化方面的研究。E-mail:xueqinli@shzu.edu.cn
  • 基金项目:

    国家自然科学基金项目（21706166）和石河子大学科学技术研究发展计划项目（RCZX201508）资助

摘要: 高效、绿色和低能耗的CO2捕集技术是解决能源气体净化和温室气体减排问题的关键。膜分离技术以其高效、节能、低碳等特点在CO2捕集领域具有潜在的发展前景。目前，CO2分离膜的研究主要集中在混合基质膜内的填充剂，通过调控填充剂解决膜内渗透性和选择性间的“博弈”效应。近年来，研究者们发现填充剂通常是影响混合基质膜分离性能的关键因素，采用不同的填充剂可改善混合基质膜的气体分离性能。基于此，本文对目前已经开发出的填充剂进行了归纳总结，以便为设计开发新型混合基质膜用于CO2分离提供参考。

English

  • CO2是温室效应和天然气管道腐蚀的主要根源。目前，开发高效、绿色的CO2分离技术实现温室效应的缓解以及天然气的净化已经成为研究热点。传统的CO2分离捕集工艺有物理吸附、化学吸附、变压吸附、深冷分离法等[1, 2]，这些方法在一些实际生产中被广泛应用。但也存在高成本、高运营支出和高污染等问题，亟需研发较为经济、对环境友好的分离工艺来改善这些问题。其中，膜分离技术以其低能耗、高效率、环保等优势在CO2分离领域展现出良好的应用前景，越来越多的科研工作者投入到气体膜分离技术的研究中来，开发出多种不同材料的气体分离膜，以便实现温室效应的缓解以及能源气体的净化[3]。

    1.   CO2分离膜的分类

    1.1   高分子膜

    高分子膜用于CO2分离具有成本效益低、工业加工耐用、能源效率高等优点。对CO2具有良好分离性能的高分子膜材料主要包括两种[4]：一种为主链上具有芳香族等硬链的玻璃态高分子材料，如聚碳酸酯、聚醚砜、聚砜、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺等，它们均具有良好的气体选择性，但是气体渗透系数较低[5]；另一种则是橡胶态材料，如聚二甲基硅氧烷、聚氧乙烯、聚三甲基硅烷丙炔等，其具有高的气体透过系数[6]。其中，橡胶态高分子膜材料基于分子间的冷凝性差异分离气体，而玻璃态高分子膜材料基于分子间的尺寸差异或分子动力学直径差异进行气体分离[7]。玻璃态高分子膜材料的气体选择性比橡胶态高分子膜材料更高。然而，高分子膜的应用受限于其在气体的渗透性和选择性之间的“博弈”效应。Robeson[8]总结了大量高分子膜对几种气体的分离结果，绘制了膜的气体渗透系数和选择性的关系图，如图 1所示。由图可见，大多数高分子膜的渗透系数和选择性都未超过Robeson绘制的上限。此外，研究者通过将制备的膜的分离性能数据绘于Robeson上限图中，可直观评价所制备膜的渗透性和选择性的关系。

    图 1

    图 1.  (a) CO2/CH4分离和(b)CO2/N2分离的上限图[8]
    Figure 1.  Upper bound correlation of CO2/CH4 (a) separation and CO2/N2 separation (b)[8]
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    1.2   无机膜

    无机膜一般通过调节孔道结构、孔径和膜的亲疏水性来提高膜的分离性能，与高分子膜相比具有更高的扩散性和选择性。此外，无机膜有较好的热和化学稳定性、较高的机械强度和更长的寿命[9]。由于无机膜具有窄的孔径分布、耐高温、耐高压等优点，在CO2分离领域显示出良好的应用前景。目前，用于CO2分离的无机膜材料主要包括SiO2膜、沸石膜、氧化石墨烯(GO)膜、陶瓷膜等[10, 11]。然而，在投入运行时制备无缺陷膜比较困难，这限制了无机膜在气体分离方面的应用[12~15]。

    1.3   混合基质膜

    由分散的粒子相(填充剂)和连续的高分子相(高分子基质)通过无机填料和高分子基质之间的相互作用，可制得高分子-无机杂化膜，也称混合基质膜(MMMs)[16]。柔性的高分子材料可以克服无机材料的成膜性差、易碎等缺点，将无机材料引入高分子基质中也优化了高分子链排布，使膜显出优异的分离性能。因此混合基质膜兼具高分子膜和无机膜的优点，使其在CO2分离方面具有潜在的优势。Li等[17]制备了MWCNT(多壁碳纳米管)-GO无机填充剂，将其引入至Matrimid 5218中制备了混合基质膜，进行CO2/N2混合气分离。混合基质膜的CO2渗透系数和选择性(CO2/CH4或CO2/N2)较纯Matrimid® 5218膜分别提高了约4.3倍和2.5倍。混合基质膜不仅在CO2分离领域，而且在许多其他不同的领域都是较有优势的新一代膜材料。

    2.   混合基质膜的制备

    制备混合基质膜的方法有物理共混合法[18, 19]、溶胶-凝胶法[20]、层层组装法[21]、界面聚合法[22]、化学沉积法[23]和原位聚合法[24]等。其中，物理共混法为最常用的方法之一，其具体的制膜步骤为：首先，制备一定浓度的高分子铸膜液；其次，对填充剂进行前期的(超声或搅拌等)分散处理使其良好的分散；将分散处理好的填充剂按照所需的比例添加到制备的高分子铸膜液中，通过机械或者超声搅拌使其形成均匀的混合液；将均匀的混合液进行脱泡处理以保证膜的致密均一性并防止溶液中气泡存在导致膜结构产生缺陷；最后，将制备的混合液置于水平表面皿中，待溶剂挥发后得混合基质膜，或者用刮膜装置在水平的玻璃板上进行刮膜，待溶剂挥发后得混合基质膜。

    3.   填充剂的研究

    高分子-无机填充剂的相互作用避免了混合基质膜制造过程中的颗粒聚集、孔隙堵塞、空隙形成和高分子聚合物硬化，提高了气体分离性能[25]。但是，有时因填充剂的性质不同，这些相互作用也可能带来负面影响，使分离性能下降[12, 26]。由于填充剂与聚合物的结构特征和相互作用，混合基质膜的制造中选择合适的填充剂是非常具有挑战性的[25, 26]。近年来，研究者致力于制备出不同的填充剂以改善膜的分离性能。例如，以SiO2[27, 28]、TiO2[29, 30]、MgO[31]、ZIF-8[32, 33]和碳[34]作为高分子基质的填充剂，这些材料对混合基质膜的分离性能影响各不相同，其负载量对CO2渗透性和选择性的影响如图 2所示。

    图 2

    图 2.  混合基质膜中填充剂负载量对CO2(A)渗透率和CO2/CH4(B)选择性的影响[27~34]。
    Figure 2.  Effect of filler loading in mixed matrix membrane on CO2 permeability(A) and CO2/CH4 selectivity(B)[27~34]
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    3.1   无机填充剂

    目前无机填充剂研究主要以形貌规则的填充剂为主，如空心沸石微球(HZS)、中空二氧化钛球、介孔SiO2等无机球形填充剂，GO、层状硅酸盐(AMH-3)等无机片状填充剂，以及碳纳米管(CNTs)等无机管状填充剂。

    3.1.1   无机球形填充剂

    HZS具有空心结构，比表面积较大，气体的扩散路径被极大缩短，而且其稳定性好。Caruso利用基于静电或氢键作用的层层组装技术首次实现HZS的合成。随后，研究者先后通过硬模板法、二次生长法等制备了HZS[35~39]。Katrien等[40]将具有中空结构的HZS填充在聚二甲基硅氧烷(PDMS)基质中制备混合基质膜，HZS的中空结构允许气体分子快速通过(极大地缩短了扩散路径)，同时，HZS在高分子中良好的分散增加了膜的气体分离性能。

    介孔SiO2具有孔径分布窄、比表面积大、机械强度高、孔隙直径长等优点，将其填充到高分子基质中，介孔SiO2的有序孔结构可为气体扩散提供通道，同时介孔孔道允许高分子链渗入，使介孔SiO2和高分子具有较好的相容性，从而提高了混合基质膜的分离性能。Wu等[41]将聚乙烯亚胺(PEI)功能化介孔SiO2(MCM-41)填充至Pebax® 1657膜基质中，MCM-41表面修饰的PEI提高了高分子基质和MCM-41间的相容性(存在较强的作用力)，因此在高分子基质与填充剂界面处，高分子链发生僵化，有利于增加气体分离选择性。与纯Pebax®1657膜相比，填充PEI-MCM-41的混合基质膜CO2/CH4选择性提高了122%，CO2/N2选择性提高了110%。Ghadimi等[42]使用不同方法制备介孔SiO2/聚醚-聚酰胺嵌段共聚物(Pebax)混合基质膜。通过化学修饰将聚乙二醇(PEG)和顺-9-十八碳烯酸(OA)用作介孔SiO2球上的表面改性前体，表面改性使介孔SiO2纳米颗粒在Pebax基体中的分散性得到改善，使OA-SiO2具有良好的气体分离效率，与纯Pebax膜相比，Pebax-PEG-OA-SiO2的CO2渗透性提高了36%，CO2/CH4和CO2/N2的选择性分别提高了125%和128%。

    球形填充剂的优点主要在于其形状增强了填料和基质接触，但是在较高的填料负荷下，颗粒会团聚或者沉积，使混合基质膜的气体分离性能恶化。

    3.1.2   无机片状填充剂

    纳米多孔层状材料可以保留分子筛的特性，使用合适链长的有机分子使层间空间膨胀，随后各层可分层或剥落成纳米级厚度的“薄片”。因为分子筛薄片层的高纵横比，产生高度曲折的气体运输路径，可将纳米层状硅酸盐填充到高分子基质中制备混合基质膜来提高膜的分离性能。AMH-3是制备选择性薄片的热门材料。但是在制备AMH-3之前必须克服几个具有挑战性的问题，第一个挑战是与常规无孔粘土材料不同，AMH-3在层表面上具有有序的硅烷醇基团，使材料膨胀，层间距增加；第二个挑战是伴随着电荷平衡阳离子Sr2+和Na+形成强离子键，这些阳离子与质子交换时可发生层间缩合[43]。Choi等[44]在氨基酸存在的条件下进行离子交换后依次插入十二烷基胺，制备了层间膨胀的AMH-3，将AMH-3填充至聚苯并咪唑(PBI)中制备混合基质膜。在室温下，所制备的PBI-AMH-3混合基质膜的H2/CO2选择性是纯PBI膜的2倍。

    GO作为二维纳米材料具有高比表面积(>1000m2/g)、高机械强度和热稳定性好等优点。GO是石墨烯的氧化物，在其边缘和表面上含有环氧基、羟基和羧基等含氧基团[45]，因而GO和高分子基质具有较好的相容性，可以代替一些传统填充剂用于制备混合基质膜[46]。近年来，大量研究表明GO的添加对气体传递具有显著影响，当GO纳米片在高分子基质中平行于膜表面排列时，GO作为屏障阻碍了气体扩散；当填充一定量的GO至高分子基质中，将增加气体扩散的曲折路径，并较大程度限制分子直径较大气体的扩散，这有利于提高气体分离选择性[45, 46]。此外GO的片状形貌将会改善其他共存颗粒的分散性，如GO可抑制CNTs在高分子膜基质中的团聚。

    李雪琴[47]制备了GO并将其填充到Matrimid® 5218基质中，GO纳米片气体分离膜对CO2/CH4、CO2/N2的选择性在GO的填充量为10(wt)%达到最大。GO纳米片的加入增加了较大气体分子的扩散阻力，而较小的气体分子较易扩散，因此混合基质膜的分离选择性提高。Shen等[48]用GO作为填充剂分散在Pebax基体中制备混合基质膜，结果表明聚合物链与GO纳米片之间有强相互作用，增加了非极性气体的扩散阻力，有利于提高CO2渗透性和CO2/N2选择性，混合基质膜的渗透性和选择性分别比纯Pebax膜高42%和90%。

    二维纳米材料GO在高分子基质中增加了气体扩散曲折路径，强化了极性气体的选择扩散机制，被认为是开发性能优异的混合基质膜的良好填充剂。

    3.1.3   无机管状填充剂

    CNTs是一维的纳米材料，其具有高长径比(>1000)、良好的热稳定性和高机械强度、表面光滑等优点[49]。因其光滑的内壁，CNTs的气体渗透速率优于其他无机填充剂(如沸石等)[50, 51]。CNTs具有几个可能的吸附位点，如间隙通道位点及具有高结合能和大表面积的孔隙位点，这有助于提高气体输送速率，CNTs表现出非常高的渗透性。此外，CNTs填充到高分子膜基质中可显著提高膜的机械强度[52]。

    李雪琴[47]研究发现，在填充CNTs的混合基质膜中CO2渗透系数随着CNTs填充量的增加而增加，当CNTs填充量达10(wt)%后，混合基质膜的CO2渗透系数和选择性下降。CO2渗透系数的增加主要归因于CNTs极其光滑的内壁和大的孔径(7.5nm)为气体提供了快速扩散的路径。当CNTs填充量达10(wt)%后，部分CNTs在高分子基质中团聚使高分子链变的曲折不连续，导致气体渗透系数和选择性下降。Aroon等[53]报道，通过湿相转化法将β-环糊精(β-CD)官能化的MWCNTs填充到聚乙烯丙纶(CA)基质中。当填充量为0.20(wt)%，由于均匀分散和填充剂界面相互作用的增加及MWCNTs的光滑内壁提供快速扩散路径，相比填充0.20(wt)%未修饰的MWCNTs，CO2通量和CO2/N2选择性分别提高了约85%和22%。当填充剂超过0.20(wt)%，由于过多的聚集，导致CO2通量和CO2/N2选择性分别降低约65%和74.5%。

    添加无机填充剂主要是通过其结构来调控膜的分离性能，但是由于无机填充剂与高分子膜基质的相容性较差，且在膜内容易团聚，使膜的分离性能下降。

    3.2   有机填充剂

    有机填充剂的研究在一定程度上能够克服无机填充剂的一些缺陷。常见的有机填充剂有多孔有机聚合物(POPs)、共价有机骨架(COFs)等。

    3.2.1   多孔有机聚合物

    POPs是一类新的多孔材料，具有高表面积、可调节的结构特性和可调节的化学结构。POPs由共价键结构的构件构成，具有出色的热稳定性和化学稳定性。其中，多孔聚苯并咪唑(BILP-101)作为一种新型的POPs材料，其孔隙率高且咪唑官能团含量丰富，这有助于提高其对CO2的吸附能力(提高了气体在材料中溶解机制)[54]。Elliot等[54]制备了具有良好界面相容性的BILP-101-PIM-1膜，该膜显示出高的CO2渗透率[7200 Barrer(1Barrer=10-10 cm3(STP)cm/(cm2·s·1.33kPa)]和CO2/N2的选择性。

    3.2.2   共价有机骨架

    COFs材料主要由C、N、H、B等一些较轻的元素组成，并且由强共价键连接，所以COFs材料通常具有较高的热稳定性和较低的密度。常见的COFs材料按基元不同主要被分为两类：一维COFs和二维COFs。其中二维COFs材料是由弱的π-π键堆积作用以及共价键连接而成的二维孔道结构，其有序的孔道结构在气体分离及吸附方面有较为重要的作用。杨占雷等[55]研究了COFs在气体分离中的作用，COFs膜表现出较好的渗透性和渗透选择性，有序的孔道结构为气体扩散提供了路径。COF-105和COF-108两种膜的渗透性分别达1.15×106 Barrer和1.00×106Barrer。

    有机填充剂结构可控，柔韧性良好，与高分子基质有良好的相容性，但它的耐溶剂和耐腐蚀性较差，无法在恶劣的操作条件下保持良好的气体分离性能。

    3.3   金属有机骨架填充剂

    金属有机骨架(MOFs)填充剂的研究有效地结合了无机填充剂和有机填充剂的优点，因此，将MOFs填充至高分子基质中可有效提高膜的气体分离性能。

    MOFs材料在气体膜分离领域已经引起广泛关注，因为MOFs材料本身具有可调节的孔隙大小、较大的表面积、匀称的孔径以及优越的化学稳定性。MOFs材料与高分子基质具有优异的亲和力，可以更好地控制填充剂和高分子之间的相互作用，避免了两相之间的非选择性间隙等问题，对提高膜的分离性能有很大帮助。

    3.3.1   沸石咪唑骨架(ZIFs)结构

    ZIFs是构成MOFs材料的一类沸石子类，具有较高的热稳定性(高达400℃)和化学稳定性等。

    Al-Maythalony等[56]将纳米颗粒沸石咪唑酸酯骨架(nZIF-7)与聚醚酰亚胺(PEI)共混以制备新的混合基质膜(nZIF-7-PEI)。nZIF-7-PEI混合基质膜比纯PEI膜对CO2/CH4、CO2/C2H6和CO2/C3H8气体对的选择性更高。此外，nZIF-7-PEI混合基质膜显示出高的渗透性，因此其在气体分离中有潜在适用性。Nordin等[57]通过在具有自由体积的聚砜树脂(PSF)基质中均匀分散ZIF-8(0.5(wt)%)制备混合基质膜，混合基质膜的CO2渗透和选择性比纯PSF膜高1.37倍和1.19倍。然而，在PSF中增加ZIF-8的含量至10(wt)%时，由于形成大量的聚集团簇，气体的选择性急剧下降。Boroglu等[58]通过将ZIF-11分散到聚酰亚胺(6FDA-DAM)基质中，用于增加聚合物区域中心之间的空隙(d)。当ZIF-11在6FDA-DAM中的填充量为20(wt)%时，d值可以达到0.527~0.58 nm，使混合基质膜的CO2渗透率增加了约236Barrer，并达到了Robeson上限[8]。另外，混合基质膜的CO2/N2的选择性明显低于纯6FDA-DAM膜。Sarfraz等[59, 60]通过将混合的GO/ZIF-302分散到PSF基质中制备混合基质膜，由于GO/ZIF-302和PSF之间的强相互作用，且PSF链之间的间距值从0.521nm减小到0.517nm，使得混合基质膜的CO2渗透性和CO2/N2选择性比纯PSF膜提高了2倍。

    3.3.2   MIL-n

    MIL-n (MIL=Materials Institute Lavoisier)型MOFs是一类多孔金属-羧酸化合物。金属离子(Al、Cr、Ti等)与有机连接体通过角共享形成三维结构。MIL-n具有孔体积大、表面积高、气体吸附能力优异等特点，并且由于单向菱形孔隙通道的骨架而具有独特的结构呼吸特性。常见的用作混合基质膜中的填充剂的MIL-n有MIL-53(Al)、MIL-68(Al)、MIL-101(Cr)和MIL-125(Al)等[61~65]。

    Ahmadi Feijani等[61]将MIL-53(Al)和NH2-MIL-53(Al)填充到聚(偏二氟乙烯)(PVDF)基质中制备了混合基质膜。与纯的PVDF膜相比，含有MIL-53(Al)和NH2-MIL-53(Al)的混合基质膜的CO2渗透率分别提高了104%和81%。上述混合基质膜具有比纯PVDF膜大的孔径，且在吸附过程中存在MIL-53(Al)的-OH基和CO2之间的相互作用。NH2-MIL-53(Al)填充剂与PVDF有良好相容性，且-NH2官能化的MIL-53显示出比纯PVDF膜高的CO2/CH4选择性，这是因为CO2和MIL-53的表面NH2之间的强亲和力[64]。此外，将NH2-MIL-53(Al)引入具有氢键相互作用的玻璃态PSF基质中，与纯PSF膜相比，CO2/CH4选择性提高了7倍。Rodenas等[63]研究了不同填充剂对混合基质膜的影响。将NH2-MIL-53(Al)和MIL-101(Al)两种填充剂分别分散在聚砜和聚酰亚胺(PI)基质中制备混合基质膜。所制备的MIL-53(Al)-PI混合基质膜的气体渗透性能比纯PI膜高60%，而对选择性无影响。Tanh Jeazet等[65]报道了将ZIF-8与MIL-101(Cr)按1:1的比例组合填充到PSF基质中制备混合基质膜。由于PSF基质与组合填料的协同作用，组合的MIL-101(Cr)-ZIF-8-PSF比纯PSF膜的CO2渗透性增加约500%，CO2/CH4选择性保持不变。

    3.3.3   铜基MOFs

    铜基MOFs以Cu2+为金属中心，采用六配位，在空间结构单元中4个羧基上的8个O原子与2个Cu2+配位，在轴向上两个水分子与Cu2+配位连接。形成面心立方(FCC)晶体结构骨架，简写为CuBTC，相比于其他类MOFs材料，CuBTC具有0.9×0.9nm2的孔道，更大的比表面积，化学性质更稳定。Khosravi等[66]制备了Pebax-NH2-CuBTC混合基质膜，研究了用氨基修饰金属骨架(CuBTC)对混合基质膜分离性能的影响。结果表明，Pebax-NH2-CuBTC混合基质膜的CO2的渗透性能比纯Pebax膜提高了2倍，并且选择性也有所提高。曹义鸣等[67]报道了用于气体分离的Cu3(BTC)2-Ultem混合基质膜。与纯Ultem膜相比，40(wt)%填充剂负载下的混合基质膜的渗透性提高至8.5Barrer，但选择性降低约35%。

    3.3.4   锆基MOFs

    锆基MOFs(UiO-66)是MOFs的亚科，由Zr为金属中心与苯-1, 4-二羧酸酯(BDC)接头连接形成面心立方(FCC)晶体结构骨架，孔径为0.6nm[14]。表面改性的UiO-66具有极性及碱性官能团，如羟基、氨基、硝基和甲氧基等。已有文献报道，含有极性基团的UiO-66可增强对CO2的吸附，有利于提高CO2/CH4和CO2/N2选择性[68]。Khdhayyer等[56]将含氨基和羧基的UiO-66填充至PIM-1基质中，研究了其分离性能。含有UiO-66和NH2-UiO-66填充剂的混合基质膜有较高的渗透率，分别为1100和1600 Barrer，且对CO2/CH4的选择性无影响。含有(COOH)2-UiO-66填充剂的混合基质膜由于(COOH)2-UiO-66存在游离的羧基，渗透性比纯PIM-1膜降低了约300Barrer，选择性降低约25%。这主要是填充剂(COOH)2-UiO-66降低了PIM-1膜的互连空隙的微孔和自由体积。

    通过选择合适的高分子基质和MOFs填充剂，可将两种材料的性能相结合，这样可以满足特定分离体系需要。因此，填充MOFs填充剂的混合基质膜在克服渗透性和选择性间的“博弈”[69]效应方面具有很大优势。

    4.   结语

    本文概述了CO2膜分离技术，分类介绍了高分子膜、无机膜和混合基质膜三种类型的膜材料。其中，混合基质膜表现出较好的分离性能，填充剂的选取是制备高性能混合基质膜的关键。填充剂的性质，例如尺寸、形状、多孔性质和表面改性等，改善了聚合物和填充剂之间的界面相互作用，并有效地减少了混合基质膜中缺陷空隙的形成。此外，混合基质膜中的多孔填充剂允许气体分子通过分子筛，并且无孔填料通过改变聚合物链取向而提高气体分离性能。

    目前开发出的填充剂均存在一定的局限性。无机填充剂一般通过构筑和调控膜内结构的方法来提高混合基质膜的分离性能，但是无机填充剂存在与高分子基质相容性差的问题等。有机填充剂具有柔韧性良好、渗透性好、与高分子基质有良好的相容性等优点，但它的耐溶剂、耐腐蚀和耐热性比较差，无法在恶劣的操作条件(如高温、高压、强酸性、碱性、腐蚀性介质等)下保持良好的气体分离性能。MOFs作为一种新型的填充剂，一方面其无机材料部分给高分子膜提供支撑作用；另一方面，其有机材料骨架部分可改善与高分子间的界面相容性，从而改善膜的气体分离性能。由于MOFs具有优异的结构特性，其被认为是能克服“博弈”效应的有效填充剂。本文通过对填充剂的总结，可望为开发新的填充剂以及制造具有高CO2分离性能的新型混合基质膜提供参考。

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  • 图 1  (a) CO2/CH4分离和(b)CO2/N2分离的上限图[8]

    Figure 1  Upper bound correlation of CO2/CH4 (a) separation and CO2/N2 separation (b)[8]

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    图 2  混合基质膜中填充剂负载量对CO2(A)渗透率和CO2/CH4(B)选择性的影响[27~34]。

    Figure 2  Effect of filler loading in mixed matrix membrane on CO2 permeability(A) and CO2/CH4 selectivity(B)[27~34]

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  • 发布日期:  2018-05-01
  • 收稿日期:  2017-09-12
  • 接受日期:  2018-02-23
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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