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温室气体过度排放造成的气候变暖问题已引起世界各国的重视。中国作为温室气体排放量大国,已经意识到CO2捕集和封存(CCS)技术在控制CO2排放方面的重要性。膜分离技术由于其环境友好的优点受到普遍关注。膜分离技术根据制备材料的差异可分成有机膜、无机膜和共混膜。有机膜的渗透性和分离系数具有互相约束的缺点;无机膜具有脆性大、材料价格高的缺点,这些缺点在一定程度上限制了有机膜和无机膜在工业上的应用。为了克服有机膜和无机膜的缺点,研究人员探索了共混膜,通过将不同性质的材料混合,以发挥各材料的优点。共混膜能够分为聚合物共混膜、有机-无机杂化膜和其他材料共混膜。由于聚环氧乙烷(PEO)对CO2有较好的亲和力,因此本研究选用含有较高PEO含量的Pebax1657作为聚合物基底,选用适宜的聚合物和无机填料进行共混膜的制备。将具有高分离系数的Pebax1657和具有高渗透系数的Pebax2533混合制备聚合物共混膜,且Pebax1657与Pebax2533均由聚醚段和聚酰胺段构成,极大程度避免界面缺陷的产生。实验结果显示,Pebax2533含量为10%、30%和50%的共混膜CO2渗透系数和CO2/N2分离系数位于纯Pebax膜连线的右上方,更靠近Robeson上限,因此其综合性能较单一膜有所提高。利用多巴胺(DA)的附着性质和聚乙烯亚胺(PEI)对埃洛石纳米管(HNTs)进行表面包覆改性,以改性HNTs(PDH)为无机填料,Pebax1657为聚合物基底制备混合基质膜的研究表明:PDH与Pebax1657产生氢键,对分子链的运动在某种程度上有限制作用。由于PDH的管状结构有助于气体渗透,杂化膜的CO2渗透系数由73.8增加至111Barrer;CO2渗透系数和CO2/N2分离系数逐渐靠近Robeson上限,气体分离性能有所提高。以蚀刻改性和表面改性HNTs得到的EPDH为无机填料,Pebaxl657为聚合物基底制备混合基质膜的进一步研究表明:EPDH与Pebax1657间产生氢键,对分子链运动有一定程度的限制;由于EPDH的表面孔道增添了气体的运输途径,因此膜的CO2渗透系数由73.8增加至101.5Barrer;CO2渗透系数和CO2/N2分离系数向右移动,接近Robeson上限,气体分离性能有所提高。