一种采用直接喷涂技术制备混合基质复合膜的新方法

《Greenhouse Gases: Science and Technology》：A New Method for Mixed Matrix Composite Membranes Preparation Using Direct Spray-Coating Technique

　　

摘要

近年来，膜技术作为有效的二氧化碳（CO₂）分离技术得到了发展，旨在减轻燃烧后过程对环境的影响。为此，人们通过多种策略改进了传统聚合物，以克服其渗透性与选择性之间的 trade-off（权衡）。混合基质膜（MMMs）通过将填料结合到聚合物基质中，提高了 CO₂ 的渗透选择性。更具体地说，将具有高 CO₂ 吸附能力的金属有机框架（MOFs）与 CO₂ 选择性的增塑剂（如离子液体（ILs）结合使用，有望进一步提升膜的机械稳定性及其 CO₂ 传输性能。在本研究中，基于 Pebax1657 的膜结合了 MOF ZIF-8 和 1-乙基-3-甲基咪唑基双（三氟甲磺酰）亚胺 ([EMIM][Tf₂N]) 离子液体（IL），并在自支撑框架中优化了材料负载量。随后，采用简单的两步喷涂工艺将其转化为复合材料，避免了中间缓冲层的需要。作为薄膜复合材料（TFC）的复合膜能够在保持自支撑膜选择性的同时提高渗透性。本文描述了喷涂工艺将先进的 MMMs 转换为 TFC-MMMs 的方法，以便进一步评估其在 CO₂ 分离过程中的应用。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。