离子液体在气体脱水中的作用

2024-11-21 09:55:18 sh默尼 2

在气体和蒸汽分离工业中,膜技术被认为是一种极具优势的分离工艺,可节约能源并实现可持续发展。以气体或蒸汽分离为目标的膜材料开发和表征经常以干燥原料流为研究对象,但水蒸气的传输以及不同湿度下CO2N2CH4的选择性和渗透性与实际应用密切相关。一般的脱水技术运行成本较高,因为脱水剂的运行和再生需要大量能源。此外,这些方法还会造成温室气体的排放,包括与能源转换相关的氯氟烃和环境影响。因此,迫切需要创新高效的技术来克服这些限制,以满足不断发展的需求。


膜技术具有能耗低、能有效分离多种气体混合物等优点,但它在选择性和渗透性的权衡之间仍具挑战,并且许多膜材料的性能在水的存在下会受到影响。为此,人们探索了各种聚合物膜材料,如与氧化石墨烯纳米片结合的Pebax®1657NEXAR嵌段共聚物和包裹离子液体聚二甲基硅氧烷。然而,在分析大型应用的竞争力时,必须考虑可扩展性和模块制造的简易性。中空纤维膜具高表面积-体积比、紧凑的模块化设计、更高的气体分离效率以及小型化模型,这些优点使它们成为各种工业应用的理想选择。

基于此,沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学Suzana P. Nunes团队开发了一种具有聚醚酰亚胺多孔非对称结构的中空纤维膜(图1),该膜由Pebax®1657薄层和限制在多孔碳囊中的脯氨酸离子液体([N4,4,4,4][L-Pro])涂覆,用于有效分离包括H2O蒸汽CO2N2CH4在内的气体。

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