天然橡胶/碳纳米管混合基质膜的气体传递特性

作     者：李龙 王永洪 王娟娟 张新儒 刘成岑 高宏华 LI Long;WANG Yonghong;WANG Juanjuan;ZHANG Xinru;LIU Chengcen;GAO Honghua

作者机构：太原理工大学化学化工学院太原030024 气体能源高效清洁利用山西省重点实验室太原030024 中国热带农业科学院橡胶研究所农业部橡胶树生物学与遗传资源利用重点实验室、省部共建国家重点实验室培育基地-海南省热带作物栽培生理学重点实验室及农业部儋州热带作物科学观测实验站海南儋州571737 

出 版 物：《太原理工大学学报》 (Journal of Taiyuan University of Technology)

年 卷 期：2020年第51卷第2期

页      面：265-270页

学科分类：081704[工学-应用化学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 081701[工学-化学工程] 

基　　金：国家自然科学基金青年基金资助项目(21506140) 山西省煤层气联合基金资助项目(2015012009) 中国博士后基金资助项目(2016M601289) 山西省留学人员科技活动项目择优资助经费 农业部橡胶树生物学与遗传资源利用重点实验室开放基金资助项目(RRI-KLOF201606) 

主　　题：混合基质膜 CO2分离 天然橡胶 多壁碳纳米管 热交联 

摘      要：为了提高CO2分离膜的性能,将多壁碳纳米管(MWCNTs)添加到天然橡胶(NR)中制备NR/MWCNTs混合基质膜。考察了MWCNTs含量对混合基质膜机械性能的影响,研究了MWCNTs含量、进料气压力和热交联时间对NR/MWCNTs混合基质膜CO2分离性能的影响,研究了膜的耐老化性能,探讨了混合基质膜的CO2传递机制。结果表明:随着MWCNTs的增加,混合基质膜的CO2渗透系数逐渐增加,而CO2/N2选择性先增加后减少;当MWCNTs与NR的质量比为2.0%,混合基质膜的气体分离性能达到最优,其CO2渗透系数和CO2/N2选择性分别为138 Barrer和12.5.随着压力的增加,膜的CO2渗透系数和CO2/N2选择性逐渐增加。当热交联时间为24 h,在压力为2 bar下,MWCNTs与NR的质量比为2.0%的NR/MWCNTs混合基质膜的CO2渗透系数和CO2/N2选择性分别为95 Barrer和16.8;且热交联的膜比未交联的混合基质膜具有更优异的耐老化性能,这是因为MWCNTs与NR形成紧密的交联网状结构。