2020 decemberében a Központi Gazdasági Munka Konferencia a szén-dioxid-csúcsot és a szén-dioxid-semleges munkát a 2021-es nyolc kulcsfontosságú feladat közé sorolta. Kína javította céljait az éghajlatváltozás kezelése terén, és pozitívan járult hozzá a globális éghajlatváltozáshoz. A szén-dioxid-csúcs és a szén-dioxid-semlegességi célok egyben Kínával szembeni belső kereslet is a fenntartható fejlődés elérése érdekében, és az egyetlen út a"szép Kína".A jelenlegi szakaszban Kína olyan összetett kihívásokkal néz szembe, mint például a nagy szén-dioxid-kibocsátás. kibocsátás, rövid idő a szén-dioxid-kibocsátás csökkentésére, a gazdasági átalakulásra és korszerűsítésre, valamint az energiarendszer átalakításának nagy nehézségei.A szénégetéssel és áramtermeléssel kibocsátott füstgáz fő összetevői a kéntelenítés és a denitrálási folyamat tisztítása után a szén-dioxid és a nitrogéngáz. A füstgázban lévő CO2 fontos láncszem a szén-dioxid-leválasztás, -hasznosítás és -lezárás megvalósításában, és nagy jelentőséggel bír a csökkentésben. az üvegházhatású gázok kibocsátásának csökkentése és a szélsőséges éghajlat előfordulásának csökkentése.
2020 decemberében a Központi Gazdasági Munka Konferencia a szén-dioxid-csúcsot és a szén-dioxid-semleges munkát a 2021-es nyolc kulcsfontosságú feladat közé sorolta. Kína javította céljait az éghajlatváltozás kezelése terén, és pozitívan járult hozzá a globális éghajlatváltozáshoz. A szén-dioxid-csúcs és a szén-dioxid-semlegességi célok egyben Kínával szembeni belső kereslet is a fenntartható fejlődés elérése érdekében, és az egyetlen út a"szép Kína".A jelenlegi szakaszban Kína olyan összetett kihívásokkal néz szembe, mint például a nagy szén-dioxid-kibocsátás. kibocsátás, rövid idő a szén-dioxid-kibocsátás csökkentésére, a gazdasági átalakulásra és korszerűsítésre, valamint az energiarendszer átalakításának nagy nehézségei.A szénégetéssel és áramtermeléssel kibocsátott füstgáz fő összetevői a kéntelenítés és a denitrálási folyamat tisztítása után a szén-dioxid és a nitrogéngáz. A füstgázban lévő CO2 fontos láncszem a szén-dioxid-leválasztás, -hasznosítás és -lezárás megvalósításában, és nagy jelentőséggel bír a csökkentésben. az üvegházhatású gázok kibocsátásának csökkentése és a szélsőséges éghajlat előfordulásának csökkentése.
Bár jelenleg sok filmanyagot tanulmányoznak, az elválasztási elv alapvetően ugyanaz, vagyis a membrán permeabilitásának megválasztásával, a hajtóerő felhasználásával, a membránkomponensek közötti tömegtranszfer segítségével a különböző komponensek szétválása, a hajtás Az erő általában koncentrációkülönbség, nyomáskülönbség, potenciálkülönbség vagy hőmérsékletkülönbség.
1、Membrán anyag
A CO2 izolálására használt membránok többsége szerves membrán volt, mint például polietilén, poliszulfon, poliészter stb., de az alkalmazás korlátozott volt a rossz elválasztási teljesítmény és a membránanyagok stabilitása miatt. Az anyagtudomány fejlődésével az elválasztási teljesítmény és stabilitás a filmanyagokat folyamatosan fejlesztették, és szervetlen filmeket (például fém, zeolit, szénfilm stb.) és vegyes mátrixfilmeket is kifejlesztettek az alkalmazási terület szélesítése érdekében. A vegyes mátrixmembránok a szerves és szervetlen anyagok kiegészítő előnyeit érhetik el, nagy potenciállal rendelkeznek a CO2 leválasztásban, és a jövőbeni elválasztó membránok területén az egyik legfontosabb fejlesztési iránynak tekinthetők.
2.1 Szerves polimer membrán anyag
A szerves polimer membrán-előkészítési eljárás előnye, hogy viszonylag egyszerű, alacsony energiafelhasználású és könnyen bővíthető, és alkalmas nagyüzemi gyártásra.A szerves polimer membrán anyagok a polimer formája szerint üveg és gumi állapotokra oszthatók. Üveg a polimerek láncmobilitása kisebb, szerkezetük stabilabb, mint a gumipolimerek, ezért az üvegpolimerek szelektivitása jobb, hátránya azonban a rossz permeabilitás. A gumiállapotú polimerek jó permeabilitásúak, de nagy nyomáson hajlamosak a tágulásra és deformálódásra.
A gázleválasztáshoz leggyakrabban használt polimer membrán anyagok a cellulóz-acetát, poliimid, polialum és poliéteramid, amelyek mindegyike jó gázszelektivitással rendelkezik, de gázáteresztőképességi együtthatójuk alacsony, míg a polidimetilxoxán, poliSanya metilszilán-acetin magas gázátbocsátási tényezővel rendelkezik.
2.2 Szervetlen polimer membrán anyag
A szervetlen fólia szervetlen anyagokból készült film. A magas hőmérséklet-állóság, a korrózióállóság, a jó kémiai stabilitás, a nagy elválasztási hatékonyság, a könnyű tisztítás, a könnyű fertőtlenítés és a film hosszú élettartama miatt a szervetlen fólia fejlesztése és alkalmazása a jelenlegi kutatási és fejlesztési területek egyik fő területévé vált. a filmtechnológia területe. A szervetlen fólia kerámia fóliára, fémfóliára, ötvözetfóliára, molekuláris szűrőrétegre, zeolitfóliára és üvegfóliára osztható, amelyek közül a leggyakrabban a kerámia fóliát használják. A kerámia elválasztó fólia porózus anyagból készült elválasztó anyag kerámia hordozóként. Főleg a"screening" elmélet és a nyomáskülönbség felhasználásával megvalósítani a keverék szétválasztását, amelyet általában mikroszűrésre és ultraszűrésre használnak. A jelenleg kifejlesztett kerámia filmek a következők: titán-dioxid (TiO2), alumínium-oxid (Al2O3), kobalt-oxid (CoO), cink-oxid (ZnO) , szilícium-dioxid (SiO2), szilícium-karbid (SiC), szén nanocsövek (CNT) és grafén-oxid (GO). Közülük a GO egy feltörekvő nanoanyag, amely nagy fejlődési kilátásokat mutat a foltosodásgátló nanokompozit membránok fejlesztésében.
2.3 Vegyes mátrix membrán
A hibrid részecskéket (diszpergált polimer fázis) egy polimerbe töltik (polimer fázis), és egy kevert mátrix membrán (MMM) jön létre a szervetlen töltet és a polimer polimer kölcsönhatása révén. A vegyes mátrix membránok előnye a nagy membránképesség és a töredezettségmentesség. a polimer membránt, és optimalizálja annak elrendezését szervetlen anyagok polimer mátrixba való bejuttatásával. Ideális esetben a kevert mátrix membrán egyesíti a polimer két fázisának és a diszpergált részecskefázisnak az előnyeit, nevezetesen a polimer feldolgozási tulajdonságait, a mechanikai tulajdonságait a molekulaszita tulajdonságai és speciális szállítási tulajdonságai, ami potenciális előnyöket jelent a CO2 elválasztásban. A kevert mátrix membránban lévő polimer és a szervetlen fázis kompatibilitási problémája miatt a szervetlen anyag terhelésből csak megfelelő mennyiségű nyerhető. az optimális diszperzió és interfész érintkezés.Porózus tömítőszemcsékkel töltött hibrid membránokhoz az A tömítés szűrőhatása a legkritikusabb tényező a teljesítmény javításában. A szervetlen szemcsés zeolit esetében a felületen kialakult whisker-struktúra további érdességet biztosít a polimer láncok zeolithoz való kapcsolásához.
3、Matrix membrán töltőanyaggal keverve
Vegyes szubsztrátum membrán kialakításához elengedhetetlen a jó tapadás a polimer szubsztrát és a szervetlen tömítés között, különösen akkor, ha a polimer magas Tg-vel (üvegesedési hőmérséklettel), jó mechanikai tulajdonságokkal és időbeli teljesítménystabilitással rendelkezik. A szerkezeti jellemzők és kölcsönhatások A töltőanyagok és polimerek is nagy kihívásokkal néznek szembe. Ezek a különböző töltőanyagok a kevert mátrix membránok elválasztási tulajdonságaira is eltérő hatással vannak.
3.1 Szervetlen szemcsés töltőanyag
A polimer mátrixszal kombinálva a leggyakrabban tanulmányozott tömések a zeolit, a szén interporózus szilícium-dioxid és a fém szerves váz (MOF) voltak. A hibridizációhoz használt szervetlen részecskék gyakran szén nanocsövek, molekuláris sziták, szilícium-dioxid stb. Mivel azonban a szervetlen tömítés rosszul kompatibilis a polimer membrán mátrixszal, a membrán elválasztási teljesítménye csökken. A polimer membránokkal való nagyobb kompatibilitású szervetlen részecskék kitermelése sürgető probléma.
3.2 Szerves töltőanyag
A szerves csomagolószerkezet előnyei a szabályozhatóság és a jó rugalmasság, a kiváló kompatibilitás a polimer szubsztráttal, de gyenge az oldószer- és korrózióállóság, valamint a gázelválasztási teljesítmény zord üzemi körülmények között sem. A gyakori szerves töltőanyagok közé tartoznak a porózus szerves polimerek (POP), a kovalens szerves anyagok. keretek (COF) stb.
3.3 Fém szerves váztöltőanyag
A fém-szerves vázanyagok (MOF-k) 1 porózus hálós anyag, amely szerves ligandum és bizonyos fémkationok koordinációs kötések révén történő önszerveződésével képződik. A legtöbb MOF egységes pórusmérettel rendelkezik, és háromdimenziós hálózati konformációt mutat. a hagyományos porózus anyag (zeolit molekulaszita, aktív szén stb.), az anyag változatos szerkezetű, szabályozási és egyéb előnyökkel rendelkezik.Mivel a MOF-ek vizsgálata hatékonyan ötvözi a szervetlen és szerves töltőanyagok előnyeit, kitöltve a polimer szubsztrátumban lévő MOF-okat hatékonyan javíthatja a membrán gázleválasztó tulajdonságait.A MOF-anyagok kiváló affinitást mutatnak a nagy molekulatömegű szubsztráttal, így hatékonyan elkerülhetők az olyan problémák, mint a két fázis közötti nem szelektív rés, és nagymértékben javítják a membránelválasztási teljesítményt.A zeolit imidazol vázanyagok egy osztálya ( ZIF) a MOF-ekben, mint töltött részecskék, hatékonyan javíthatják a mátrix membrán CO2 teljesítményét gázleválasztás.Összefoglalás: A globális CO2-kibocsátás növekszik, ami egy sor környezeti problémát hoz magával. Membránmódszer A CO2-csapda nagy fejlődési potenciált mutatott a zöld, a nagy hatékonyság, az energiatakarékosság és a rugalmas működés előnyeinek köszönhetően. A vegyes mátrix membrán hatékonyan képes a szerves és szervetlen anyagok szinergikus szerepét betölteni, és a permeáció forró pontjává és fókuszává válik. és a CO2 membrán anyagok elpárologtatásos elválasztása.A jelenlegi ipari alkalmazásokban azonban a kevert mátrix membránok használatát még mindig több tényező korlátozza. A megtöltött részecskék aggregációja megnövekedett membránfluxushoz, csökkent retencióhoz és gyenge membránteljesítményhez vezethet hosszú távú használat után. , a kevert mátrix membrán stabilitásának javítása megfontolandó.
Forrás: poliimid online, ha bármilyen jogsértés van, kérem vegye fel a kapcsolatot a törléshez, köszönöm!
