理论教育 高分子膜分离技术在氢能领域的应用

高分子膜分离技术在氢能领域的应用

时间:2023-11-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:大多数高分子膜均存在渗透性和选择性相矛盾的关系,即渗透性高的,选择性则低,反之,选择性高的,渗透性则不能令人满意。表4-3 氢气和氮气在高分子膜中的渗透分离性能表4-4 氢气和甲烷在高分子膜中的渗透分离性能聚砜膜是一种机械性能优良、耐热性好、耐微生物降解、低廉易得的膜材料。聚二甲基硅氧烷从结构上属半无机、半有机结构的高分子,具有很多独特性能,是目前发现的气体渗透性能好的高分子膜材料之一。

高分子膜分离技术在氢能领域的应用

目前还在应用的有聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚砜(PSF)、醋酸纤维素(CA)、乙基纤维素(EA)、聚碳酸酯(PC)等。大多数高分子膜均存在渗透性和选择性相矛盾的关系,即渗透性高的,选择性则低,反之,选择性高的,渗透性则不能令人满意。高分子膜对氢气和氮气、氢气和甲烷的渗透分离性能分别示于表4-3和表4-4。

表4-3 氢气和氮气在高分子膜中的渗透分离性能t=25℃)

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表4-4 氢气和甲烷在高分子膜中的渗透分离性能

978-7-111-38715-2-Chapter04-8.jpg(www.daowen.com)

聚砜(PSF)膜是一种机械性能优良、耐热性好、耐微生物降解、低廉易得的膜材料。由聚砜制成的膜具有膜薄、内层空隙率高且微孔规则等特点,因而常用来作为气体分离膜的基体材料。如美国Monsanto公司开发的Prim分离器,采用聚砜非对称中空纤维膜,并采用硅橡胶涂敷,以消除聚砜中空纤维皮层的微孔,将其用于从合成氨厂驰放气、炼厂气中回收氢气,H2/N2的分离系数可达到30~60[2]。一些研究者通过调整聚砜制膜液配方,降低了制膜液的湿度敏感性,用相转化法制备聚砜支撑膜,并消除针孔和其他缺陷,显著地提高聚砜支撑膜的性能稳定性和完整性。研究表明,在聚砜的分子结构上引入其他基团,可以制成性能良好、应用范围更广的膜材料[3],聚砜在今后一段时间内还将是重要的气体膜分离膜材料。

聚酰亚胺(PI)具有良好的强度和化学稳定性,耐高温。日本宇部兴产公司开发出用其独自研制的芳香族聚酰亚胺为材料的高性能氢分离膜,可用于合成氨等化学工业石油精制工程中氢回收等各种工业[4]

聚二甲基硅氧烷从结构上属半无机、半有机结构的高分子,具有很多独特性能,是目前发现的气体渗透性能好的高分子膜材料之一。

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