氣體分離膜是一種選擇性膜,其對不同種類的氣體,以及分子結構不同的透過率和選擇性。因此氣體分離膜,可以從氣體混合物中,選擇性分離得到某種需要特殊保護氣體。如合成氨尾氣中收集大量氫氣、從空氣中富集氧氣、一氧化碳等氣體、進行二氧化碳捕集、從石油裂解混合氣中分離氫氣、回收VOCs等等。那么,回歸膜材料本身,氣體分離膜將如何發展?
以CO2分離膜為例,可分為有機高分子膜、無機膜和混合基質膜。有機聚合物膜的制備工藝相對簡單,能耗低,易于擴展等優點,適合大規模制造。有機高分子膜材料,按形態可分為玻璃態以及橡膠態兩類。玻璃態聚合物,具有很好的選擇性,但缺點是滲透性較差。橡膠類聚合物具有良好的滲透性,但高壓下容易膨脹變形。常用的高分子膜材料包括聚酰亞胺、聚明礬、醋酸纖維素以及聚醚酰亞胺等等。
無機膜根據膜結構可分為多孔無機膜還有無孔無機膜。多孔無機膜比聚合物膜,具有選擇性,CO2引起的塑化效應。因此多孔無機膜,更有利于CO2從混合氣體中的分離。在無機膜材料中,用于分離CO2的膜,主要有沸石膜、氧化石墨烯膜、二氧化硅膜等等。無機膜孔徑分布窄,耐高溫高壓,在CO2分離中,具有良好的應用前景。然而,無機膜在氣體分離中的應用,卻因為在實際生產過程中難以制備,而受到很大限制。
總體來說,無機膜具有不同氣體透過性好、穩定性佳的特點。但成膜性差、制備技術成本也高。高分子膜雖然制備過程簡單、成本低,但分離控制效果卻不理想,并且高分子膜受制于透過性與選擇性此升彼降的矛盾關系,無法實現同時達到兩者的理想水平。
膜材料的混合基質膜制備,具有無機膜和聚合物膜的優點,是制備混合聚合物膜常用的常見優點:聚醚砜、聚砜和嵌段共聚物,根據混合基質膜相,填料可分為固體填料、液體填料和固體液2三元混合基質膜。
有針對性地完善能源化工企業在工業尾氣、CO2、H2等氣體相關領域的解決方案。共享先進回收技術、氣體分離膜技術、尾氣處理技術等新工藝和設備,促進低碳綠色發展。