大连理工大学化工学院，辽宁 大连 116024
收稿日期:2020-03-22修回日期:2020-04-28出版日期:2021-02-22发布日期:2021-03-01通讯作者:银建中基金资助:木质纤维素催化转化制高附加值化学品乙醇酸甲酯;二氧化碳辅助制备高稳定性支撑型离子液体膜的热力学基础及其表征Gas separation performance of [Emim][BF4]-supported ionic liquid membranes prepared by supercritical fluid deposition
Yuqing WANG, Jutao LIU, Qinqin XU, Jianzhong YIN*School of Chemical Engineering, Dalian University of Technology, Dalian, Liaoning 116024, China
Received:2020-03-22Revised:2020-04-28Online:2021-02-22Published:2021-03-01摘要/Abstract
摘要： 为了进一步提高支撑型离子液体膜的制备效率及其CO2气体分离性能，将离子液体[Emim][BF4]以超临界流体沉积法负载到非对称的Al2O3支撑体内，制备了一系列支撑型离子液体膜，分别测定了CO2和N2两种纯气体在其中的渗透率，探究了制备参数(沉积时间、离子液体加入量和共溶剂加入量)对膜性能的影响规律。结果表明，基于[Emim][BF4]制备支撑型离子液体膜时，制备效率高且成品性能好。在最佳制备条件(沉积时间1 h、离子液体加入量1.875 mg/mL和共溶剂加入量11.25vol%)下所制得的支撑型离子液体膜的离子液体的负载量为2.6 mg/g，CO2和N2的渗透率分别为6.4和0.14 GPU，CO2/N2选择性为45.3。该支撑型离子液体膜既接近[Emim][BF4]的理论选择性上限，又达到了Robeson上限，同时具有良好的CO2气体渗透率和CO2/N2选择性。通过对比基于其他三种离子液体的支撑型离子液体膜的制备工艺和成品性能，发现在超临界流体沉积法中，用表面张力更大的离子液体并提高其在超临界流体中的浓度有利于大幅提升制备效率，其中离子液体浓度主要由其种类、加入量和共溶剂加入量等因素决定。选用低黏度和高CO2/N2溶解选择性的离子液体有利于提升支撑型离子液体膜的气体分离性能。
引用本文
王雨晴 刘居陶 徐琴琴 银建中. 超临界流体沉积制备[Emim][BF4]支撑型离子液体膜及其气体分离性能[J]. 过程工程学报, 2021, 21(2): 134-143.
Yuqing WANG Jutao LIU Qinqin XU Jianzhong YIN. Gas separation performance of [Emim][BF4]-supported ionic liquid membranes prepared by supercritical fluid deposition[J]. Chin. J. Process Eng., 2021, 21(2): 134-143.
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