采用基于聚醚的聚酰亚胺（PI）活性层涂层的多层薄膜复合材料中空纤维膜，用于二氧化碳（CO2）和氮气（N2）的分离

丁晓丽|范晓倩|谢浩宇|王博飞|赵宏伟|王慧国|张玉忠|辛清平

摘要

通过在聚二甲基硅氧烷/聚醚酰亚胺复合中空纤维膜上使用Jeffamine® ED-900与1,2,4,5-苯四酰氯之间的界面聚合反应，随后进行热酰亚胺化处理，成功制备了涂覆有致密聚醚基聚酰亚胺活性层的多层薄膜复合中空纤维膜。研究了单体浓度和反应时间对该膜结构和气体渗透分离性能的影响。其中，具有0.7微米厚致密层的最佳复合中空纤维膜在25°C和0.2 MPa压力下的纯CO₂渗透率为106.0 GPU，CO₂/N₂分离因子达到31.1，这一性能优于基于聚酰亚胺的中空纤维膜的平均水平。该膜能够在不同阶段切割和压力比条件下实现CO₂/N₂（20:80体积比）混合物的分离。尽管在性能上无法与氟化聚酰亚胺中空纤维膜相媲美，但从成本和环境安全角度考虑，所制备的多层薄膜复合中空纤维膜在CO₂分离领域仍具有广泛的应用前景。