多层涂层

聚合物膜在气体分离过程中遇到的一个最关键的问题是气体渗透性和选择性之间的权衡效应。本工作旨在开发一种简单而有效的涂层技术，对常用的聚砜( PSF )中空纤维膜进行表面改性，以解决CO2 / CH4和O2 / N2分离的权衡效应。本研究通过在聚醚嵌段酰胺( Pebax )制备的选择性涂层中加入氧化石墨烯( GO )纳米片，制备了多层包复PSF中空纤维。为了防止Pebax涂层溶液渗入膜基片，在基片和Pebax层之间形成了聚二甲基硅氧烷( PDMS )的沟槽层。然后考察GO负载量( 0.0 ~ 1.0wt % )对Pebax层性能和膜性能的影响。XPS数据清楚地显示了膜选择性层中GO的存在，GO掺入量越高检测到的碳的sp2杂化状态越大。在膜层形貌方面，增加GO用量只影响膜表面粗糙度，而不改变整个膜层厚度。结果表明，在Pebax膜层中添加0.8wt % GO可以得到性能最好的多层膜，与未添加GO的膜相比，CO2 / CH4和O2 / N2气对选择性分别提高了56.1 %和20.9 %。这种改进是由于选择性层中曲折路径增加，相对于较小的气体分子( CO2和O2 )，对较大的气体分子( CH4和N2 )产生了更高的阻力。

聚合物膜在气体分离过程中遇到的一个最关键的问题是气体渗透性和选择性之间的权衡效应。本工作的目的是开发一种简单而有效的涂层技术来改善常用聚砜( PSF )中空纤维膜的表面性能，以解决CO2 / CH4和O2 / N2分离的折衷效应。本研究通过在聚醚嵌段酰胺( Pebax )选择性涂层中加入氧化石墨烯( GO )纳米片制备多层涂复PSF中空纤维，为了防止Pebax涂层溶液渗入膜基片，在基片与Pebax层之间形成聚二甲基硅氧烷( PDMS )沟槽层。然后考察GO负载量( 0.0 ~ 1.0wt % )对Pebax层性能和膜性能的影响。XPS数据清楚地显示了膜选择性层中GO的存在，GO掺入量越高检测到的碳的sp2杂化状态越大。在膜层形貌方面，GO添加量的增加只影响膜表面粗糙度而不改变整个膜层厚度。结果表明，在Pebax膜层中添加0.8wt %的GO可以得到性能最好的多层膜，与未添加GO的膜相比，CO2 / CH4和O2 / N2气对选择性分别提高了56.1 %和20.9 %。这种改善是由于选择性层中曲折路径增加，相对于较小的气体分子( CO2和O2 )，对较大的气体分子( CH4和N2 )产生了更高的阻力。