膜科学与技术

EM400/改性MIL-101(Cr)混合基质膜的制备及其CO2分离性能

作者：陈淑慧，赵丹，任吉中，高继发

单位： 1. 洁净能源国家实验室，中国科学院大连化学物理研究所，大连116023； 2. 中国科学院大学，北京100049；3. 大连交通大学，大连116028

关键词：混合基质膜；CO2分离；膜分离；MOF；MIL-101；

出版年,卷(期):页码： 2023,43(1):65-73

摘要：

面对温室效应、气候变化的严重形势，膜技术对CO2分离捕集、减少CO2排放具有重要意义。为打破纯聚合物膜渗透性和选择性之间“Trade-off”的限制，以聚醚-酯EM400为基质，多孔金属有机框架MIL-101(Cr)为填料，制备EM400/MIL-101(Cr)混合基质膜，并对MIL-101(Cr)进行氨基化、硝基化、羟基化改性，研究其CO2分离性能。结果表明，MIL-101(Cr)的加入提高了EM400/MIL-101(Cr)混合基质膜的扩散系数和溶解系数，使得CO2渗透系数增强并保持气体选择性不变。改性后的混合基质膜以羟基化改性的EM400/MIL-101(Cr)-OH混合基质膜的CO2渗透性最高，以氨基化改性的EM400/MIL-101(Cr)-NH2混合基质膜的气体分离选择性最好。

Facing the situation of the greenhouse effect and climate change, membrane technology is of great significance for CO2 separation and capture to reduce CO2 emissions. To break the “Trade-off” between permeability and selectivity of polymers, the EM400/MIL-101(Cr) mixed matrix membranes (MMMs) were prepared by using EM400 (polyether-ester) as matrix and porous metal-organic framework (MOF), MIL-101(Cr), as filler. And then, the MIL-101(Cr) was modified by -NH2, -NO2 and -OH to study their CO2 separation performance. The results showed that the addition of MIL-101(Cr) can effectively improve the diffusion coefficient and dissolution coefficient of EM400/MIL-101(Cr) MMMs, resulting in an enhanced CO2 permeability with little change of selectivity. Among these EM400/modified MIL-101(Cr) MMMs, the EM400/MIL-101(Cr)-OH MMMs had the highest CO2 permeability, and the EM400/MIL-101-NH2 MMMs showed better gases selectivity.

陈淑慧（1996-），女，福建南靖人，博士生，主要从事膜分离研究，E-mail：chensh@dicp.ac.cn.

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