面向不同工业二氧化碳分离体系的膜材料研究进展

摘要

膜法二氧化碳分离具有无相变、低能耗等优势,在碳捕集和气体净化等领域具有极大的潜力。膜分离是一种基于组分渗透速率差异的分离过程,其中,气体组分的物化性质差异是实现分离的前提,而膜材料有效识别组分的差异则是高效分离的关键。烟道气、天然气、合成气是最典型的三种二氧化碳分离体系,组成以及操作条件都存在显著的不同。膜材料的设计,既要充分利用组分的性质差异,进行功能基团和聚集结构的针对性设计,实现高分离性能,又要充分考虑操作条件的特殊性,保证良好的分离效率、耐受性和操作稳定性。以二氧化碳分离膜的渗透传质机理为基础,结合不同体系的组成差异和操作条件差异,综述近年来二氧化碳分离膜材料的研究进展,并对未来的研究方向以及瓶颈问题进行展望。