SPEEK接枝PEG梳狀聚合物制備及氣體滲透性能研究.pdf

1、CO2排放量增加導致的全球變暖和氣候變化是目前十分關注的問題，CO2的捕集回收具有重要的意義。膜分離法作為新興技術更加的環(huán)保和節(jié)能，具有很大的潛力。醚氧基團(EO)是目前被認為具有很高CO2溶解選擇性的官能團，聚氧乙烯富含醚氧基團成為最具潛力的CO2分離膜材料。制備醚氧基團含量高并且分布具有一定連續(xù)性的聚合物膜對CO2的分離具有重要的意義。
　　本研究提出以磺化側鏈接枝聚氧乙烯制備梳狀聚合物增加醚氧基團含量和調節(jié)醚氧基團分布的制膜

2、方法來提高CO2的分離性能。首先采用分子動力學(MD)和巨正則蒙特卡洛法(GCMC)對磺化聚醚醚酮側鏈接枝聚乙二醇梳狀聚合物(SPEEK-g-PEG)的自由體積以及氣體選擇滲透行為進行了模擬研究，并與含醚氧基團的商業(yè)化高性能CO2分離膜材料Pebax進行對比。模擬結果表明：SPEEK-g-PEG聚合物中的醚氧基團能有效的促進CO2的選擇滲透，具有與 Pebax?相似的氣體滲透行為。由于二者結構的差別，氣體滲透性和選擇性具有較大的差別。由

3、剛性主鏈PEEK和柔性側鏈PEG構成的梳狀聚合物SPEEK-g-PEG，表現(xiàn)出更高的CO2選擇性，而剛性鏈段PA與柔性鏈段PEG嵌段共聚得到的Pebax，呈現(xiàn)出更高的氣體滲透性。側鏈接枝PEG形成的梳狀聚合物，通過調控醚氧基團的分布，可以顯著提高氣體分離膜材料的CO2分離性能。其次，根據(jù)上述分子模擬結果進行了實驗研究，成功制備了SPEEK-g-PEG/PEG氣體分離膜，并對該膜的分離性能進行了探究。實驗結果表明：低分子量的 PEG有利于

4、與SPEEK的混合和反應，進而有利于提高膜的穩(wěn)定性和分離性能；隨著PEG200量的增加有利于CO2滲透通量和選擇性的提高，當PEG200增加到60wt.%時，CO2滲透性能為53Barrer，CO2/N2的選擇性可達到69，CO2/CH4的選擇性為19.3，高于Pebax?與PEG200混合膜的CO2/N2選擇性47和CO2/CH4的選擇性15.9；CO2/N2和 CO2/CH4的選擇性都隨著壓力的增大而增大，隨著溫度的升高而減小，增大