第４３卷第３期膜科学与技术Ｖｏｌ．４３Ｎｏ．３２０２３年６月ＭＥＭＢＲＡＮＥＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＪｕｎ．２０２３溶胀法改性聚二甲基硅氧烷及在多层复合膜中的应用高继发１，２，赵丹２＊，孙健２，陈淑慧２，任吉中２，马君玲１＊（１．大连交通大学环境与化学工程学院，大连１１６０２８；２．洁净能源国家实验室，中国科学院大连化学物理研究所，大连１１６０２３）摘要：复合膜是气体分离膜的一个重要发展方向，近年来得到广泛应用．聚二甲基硅氧烷（ＰＤＭＳ）作为复合膜中间层能够有效防止孔渗现象，但是ＰＤＭＳ的疏水性不利于选择层溶液的涂覆，因此需要对ＰＤＭＳ进行改性．以ＰｌｕｒｏｎｉｃⓇＦ６８、ＰｌｕｒｏｎｉｃⓇＦ１２７、Ｔｗｅｅｎ２０、Ｔｗｅｅｎ６０４种非离子表面活性剂为原料，采用溶胀－去溶胀的方式对ＰＤＭＳ进行改性，并研究其亲水性和气体分离性能．结果表明，４种表面活性剂中ＰｌｕｒｏｎｉｃⓇＦ１２７的改性结果最佳；溶胀处理的ＰＡＮ／ＰＤＭＳ复合膜在不影响本体机械性能和热力学性能的同时改变了表面组成；提高了ＰＤＭＳ中间层的亲水性和气体渗透性．经过溶胀改性的ＰＡＮ／ＰＤＭＳ－ＰｌｕｒｏｎｉｃⓇＦ１２７复合膜的Ｎ２、Ｏ２、ＣＯ２渗透速率分别达到４１９．８、８３１．９、２８７９．７ＧＰＵ；在保证选择性基本不变的情况下，气体渗透速率提高了约７０％；且经溶胀改性后的ＰＡＮ／ＰＤＭＳ－ＰｌｕｒｏｎｉｃⓇＦ１２７更有利于后续分离层的涂覆．改性后的ＰＡＮ／ＰＤＭＳ－ＰｌｕｒｏｎｉｃⓇＦ１２７／Ｐｅｂａｘ３０Ｒ５１复合膜相较于ＰＡＮ／ＰＤＭＳ／Ｐｅｂａｘ３０Ｒ５１复合膜，ＣＯ２／Ｎ２选择性大幅提高，由２２．７７提高至４５．０９，同时ＣＯ２渗透速率可以达到２７２．５ＧＰＵ，显示出良好的渗透分离性能．关键词：复合膜；ＰＤＭＳ；溶胀；非离子表面活性剂；气体分离中图分类号：ＴＱ０５１．８９３文献标志码：Ａ文章编号：１００７－８９２４（２０２３）０３－００４４－１０ｄｏｉ：１０．１６１５９／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ１００７－８９２４．２０２３．０３．００７气体的分离与纯化是工业上必不可少的过程，现有化工行业中的气体分离主要分为物理法和化学法２种，其中常见的分离技术有精馏、吸附、结晶、超临界萃取等［１］．这些传统分离工艺的能耗较高，约占世界能源消耗的１０％～１５％［２］．与传统技术相比，膜分离技术具...
