PEI中空纤维膜基特性对PDMS / PEI中空纤维膜CO2 / N2分离性能的影响

ty10086 提交于 周三, 08/25/2021 - 16:22
文章英文标题
The Effects of PEI Hollow Fiber Substrate Characteristics on PDMS/PEI Hollow Fiber Membranes for CO2/N2 Separation
正文
基于膜技术的烟气中CO2分离在最近几十年受到了极大的关注。本工作采用干喷-湿法纺丝技术制备了聚醚酰亚胺( PEI )中空纤维。随后,在PEI中空纤维外表面浸渍涂复聚二甲基硅氧烷( PDMS )选择性层制备了复合中空纤维膜。对各种纺丝条件纺制的中空纤维进行了充分的表征。通过气体透过率和理想选择性评价了中空纤维基材对PDMS / PEI复合膜CO2 / N2分离性能的影响。所制备的中空纤维基材由20wt %的纺丝液、12 m L / min的孔液(水)流速纺制的复合膜具有最高的理想选择性,达到21.3,CO2透过率为59 GPU。研究发现,dope浓度、膛内流体流速和膛内流体组成等因素影响中空纤维的多孔结构、表面形貌和尺寸。井筒流体组成显著影响PDMS / PEI复合膜的气体透过性和理想选择性。制备的PDMS / PEI复合膜具有与文献报道相当的CO2 / N2分离性能。
文章内容(英文)
The CO2 separation from flue gas based on membrane technology has drawn great attention in the last few decades. In this work, polyetherimide (PEI) hollow fibers were fabricated by using a dry-jet-wet spinning technique. Subsequently, the composite hollow fiber membranes were prepared by dip coating of polydimethylsiloxane (PDMS) selective layer on the outer surface of PEI hollow fibers. The hollow fibers spun from various spinning conditions were fully characterized. The influence of hollow fiber substrates on the CO2/N2 separation performance of PDMS/PEI composite membranes was estimated by gas permeance and ideal selectivity. The prepared composite membrane where the hollow fiber substrate was spun from 20 wt% of dope solution, 12 mL/min of bore fluid (water) flow rate exhibited the highest ideal selectivity equal to 21.3 with CO2 permeance of 59 GPU. It was found that the dope concentration, bore fluid flow rate and bore fluid composition affect the porous structure, surface morphology and dimension of hollow fibers. The bore fluid composition significantly influenced the gas permeance and ideal selectivity of the PDMS/PEI composite membrane. The prepared PDMS/PEI composite membranes possess comparable CO2/N2 separation performance to literature ones.
来源出处
Journal|[J]MembranesVolume 11, Issue 1. 2021. PP 56-56
DOI
https://doi.org/10.3390/MEMBRANES11010056

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