硅橡胶/石墨烯混合基质膜的制备 及其CO/N， 分离性能研究

一氧化碳CO既是碳一化工的基础原料，又是有害的大气污染物，也是多种化学反应中的催化剂毒物,因此分离和净化CO具有重要的意义．由于CO 和Nz的物理性质极为相近，用溶解扩散机理的固体膜很难实现CO和N，的分离．目前关于 CO/N膜分离的研究报道主要集中于支撑液膜类型的促进传递膜方面，但支撑液膜本身存在的稳定性问题限制了它的应用，所以开发稳定的CO 载体和促进传递膜是目前的研究难,点石墨烯具有完美的二维晶体结构，同时具有巨大的比表面积,实验及理论研究均表明，气体分子，例如CO、NO、NO2.NH 等可以吸附在石墨烯表面，而Ne则不能．鉴于此，本文选择硅檬胶和石墨烯为膜材料，通过物理共混和流延成膜的方法制备了硅橡胶/石墨烯混合基质膜，用 XRD、DSC、SEM、拉力和密度试验考察了混合基质膜的基本性能，并选用等压力变体积的方法研究了不同配比混合基质膜的CO.C0，和N 的渗透性能．结果表明：石墨烯作为促进CO 传递的载体加入到硅橡胶之后,混合基质膜的结晶度增加,链段活动性变弱，自由体积减小．随着混合基质膜中石墨烯含量的增加,COs 和Ne的渗透系数均减小，而CO 的渗透系数出现先增加后減小的趋势，说明石墨烯具有促进CO 传递的能力．与纯的硅橡胶膜相比，当石墨烯与硅橡胶的比值为1：5时,CO/N,的选择性增加了 170%(0.5 MPa, 35°C),C02/Ne的选择性增加了 210%(0.5 MPa, 35°C),说明硅橡胶/石墨烯混合基质膜具有良好的气体分离性能。