天然沸石对碳膜气体分离性能的影响

《Chemical Engineering & Technology》：Effects of a Natural Zeolite on Carbon Membrane Gas Separation Performance

碳膜气体分离性能优化研究：通过掺入0.1%、0.5%和1%的天然斜发沸石（CZ）制备聚醚酰亚胺（PEI）基混合基质膜（CMMMs），经热解后CZ有效调控了碳膜层间距及结构。0.5% CZ膜在O?/N?和CO?/CH?体系中选择性分别达23和110，较其他浓度表现更优。

　　

摘要

通过将0.1%、0.5%和1%的斜发沸石（CZ，一种天然无机材料）掺入聚醚酰亚胺（PEI）中，并经过热解处理，制备了支持的碳混合基质膜（CMMMs）。斜发沸石表现出足够的热稳定性，能够承受热解过程；这是该沸石首次被应用于碳混合基质膜的开发中。斜发沸石影响了层间间距以及碳结构的排列方式。此外，其吸附性能也影响了碳混合基质膜的性能。含有0.1%和0.5%斜发沸石的膜在O₂/N₂和CO₂/CH₄分离方面表现出较高的选择性，但含有1%斜发沸石的膜选择性有所下降。含有0.5%斜发沸石的膜在O₂/N₂和CO₂/CH₄分离过程中展现了最理想的渗透率-选择性关系，选择性分别为23和110。这项研究突显了利用天然材料来优化碳膜气体分离性能的潜力。