膜科学与技术

单位：山东理工大学化学化工学院，山东淄博255049

关键词：膜分离; PBI;质子-电子混合导体；氢渗透; 耐高温.

基金：国家自然科学基金(21776165, 21878179, 21978157)和山东省自然科学基金(ZR2019MB056).

膜分离是一种成本低、高效、绿色的纯化技术，但以有机物膜在高温环境中由于其分子链的断裂具有较大的挑战。本文以3,3′-二氨基联苯胺（DABz）和间苯二甲酸（IPA）为原料，采用“熔融聚合法”合成了低分子量的可耐高温的聚（2, 2’-(间苯基)-5, 5’-联苯并咪唑）（mPBI）有机膜材料；以异氰尿酸三缩水甘油酯（TGIC）为交联剂，并浸渍磷酸，提供质子传导路径，添加片状石墨作为电子导体，得到质子-电子混合导体mPBI-TGIC/石墨/H3PO4交联复合膜。对交联复合膜进行结构和性能表征，结果表明交联复合膜具有良好的机械性能和抗氧化稳定性。用于H2/CO2混合气体分离，300 °C时，氢气选择性高达100%，渗透量为0.14 mL min-1 cm-2；280 °C时，可稳定运行160 h。这些表明mPBI-TGIC/石墨/H3PO4交联复合膜具有良好的耐高温性，可有望用于工业高温气体的分离。

来源：2020年第6期

《膜科学与技术》期刊编辑部

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