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High performance composite hollow fiber membranes for CO2/H2 and CO2/N2 separation

渗透 聚丙烯腈 气体分离 材料科学 烟气 化学工程 纤维 选择性 氢气净化器 涂层 复合数 环氧乙烷 中空纤维膜 氧化物 聚合物 复合材料 化学 制氢 渗透 有机化学 催化作用 生物化学 工程类 共聚物 冶金
作者
Hang Zheng Chen,Zhiwei Thong,Pei Li,Tai‐Shung Chung
出处
期刊:International Journal of Hydrogen Energy [Elsevier BV]
卷期号:39 (10): 5043-5053 被引量:123
标识
DOI:10.1016/j.ijhydene.2014.01.047
摘要

The search for a clean energy source as well as the reduction of CO2 emissions to the atmosphere are important strategies to resolve the current energy shortage and global warming issues. We have demonstrated, for the first time, a Pebax/poly(dimethylsiloxane)/polyacrylonitrile (Pebax/PDMS/PAN) composite hollow fiber membrane not only can be used for flue gas treatment but also for hydrogen purification. The composite membranes display attractive gas separation performance with a CO2 permeance of 481.5 GPU, CO2/H2 and CO2/N2 selectivity of 8.1 and 42.0, respectively. Minimizing the solution intrusion using the PDMS gutter layer is the key to achieving the high gas permeance while the interaction between poly(ethylene oxide) (PEO) and CO2 accounts for the high selectivity. Effects of coating solution concentration and coating time on gas separation performance have been investigated and the results have been optimized. To the best of our knowledge, this is the first polymeric composite hollow fiber membrane for hydrogen purification. The attractive gas separation performance of the newly developed membranes may indicate good potential for industrial applications.
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