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Polyurethane-SAPO-34 mixed matrix membrane for CO_2/CH_4 and CO_2/N_2 separation

Chinese Journal of Chemical Engineering 2019年第2期27卷 322-334页

作者： Gholamhossein Sodeifian mojtaba raji Morteza Asghari Mashallah Rezakazemi Amir Dashti Department of Chemical Engineering Faculty of Engineering University of Kashan Faculty of Chemical and Materials Engineering Shahrood University of Technology

SAPO-34 nanocrystals(inorganic filler) were incorporated in polyurethane membranes and the permeation properties of CO_2, CH_4,and N_2 gases were explored. In this regard, the synthesized PU-SAPO-34 mixed matrix membranes(MMMs) were characterized via SEM, AFM, TGA, XRD and FTIR analyses. Gas permeation properties of PU-SAPO-34 MMMs with SAPO-34 contents of 5 wt%, 10 wt% and 20 wt% were investigated. The permeation results revealed that the presence of 20 wt% SAPO-34 resulted in 4.45%, 18.24% and 40.2% reductions in permeability of CO_2,CH_4,and N_2, respectively, as compared to the permeability of neat polyurethane membrane. Also,the findings showed that at the pressure of 1.2 MPa, the incorporation of 20 wt% SAPO-34 into the polyurethane membranes enhanced the selectivity of CO_2/CH_4 and CO_2/N_2, 14.43 and 37.46%, respectively. In this research, PU containing 20 wt% SAPO-34 showed the best separation performance. For the first time, polynomial regression(PR) as a simple yet accurate tool yielded a mathematical equation for the prediction of permeabilities with high accuracy(R^2>99%).

关键词： Membrane Polyurethane Gas separation Permeability Selectivity Mathematical model

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