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C02作为一种温室气体和重要碳源,对其分离和捕集具有重要意义。固定载体膜因具有较高的渗透速率和选择性而备受关注。目前CO2固定载体膜材料多以水溶性高分子聚合物为主,在加湿条件下会发生溶胀,降低膜寿命；此外添加的活性载体多以伯、仲、叔胺基团为主,对季铵基团研究较少。本文以商业化聚醚砜(PES)为基本材料,1-甲基咪唑为季铵化试剂,合成了耐水溶胀性良好的季铵化聚醚砜(ImPES);通过材料本身自有的季铵化基团,不需添加活性载体,制备了具有良好渗透性、选择性和稳定性的CO2固定载体膜。首先通过氯甲基化和季铵化反应,成功制备了ImPES。采用溶剂蒸发法,以聚丙烯(PP)微孔膜为支撑膜,制备了季铵化C02固定载体膜ImPES/PP。考察了季铵化程度(DIm)、ImPES浓度和溶剂蒸发温度对ImPESpp膜分离性能的影响,优化了制膜工艺。结果表明,较温和的溶剂蒸发温度和适宜的ImPES浓度条件下能获得性能较好的ImPES/PP膜,其CO2分离性能随着载体含量的增加而提高,当DIm大于50%,膜内的载体形成趋于连通的促进传递通道,获得较大的C02渗透速率和分离因子。季铵化程度为64%,浓度为20wt.%,溶剂蒸发温度为40℃的ImPES/PP复合膜的C02渗透速率为13.65GPU, CO2/N2和CO2/CH4分离因子为69.03和48.75。适当提高测试温度可以提高载体活性,CO2渗透速率提高到23.92GPU,而CO2/N2和CO2/CH4的分离因子保持在较高水平。适当提高测试压力可使N2、CH4的渗透速率略下降,而CO2的渗透速率提高,从而使CO2选择性增大。在压力为0.4MPa下连续操作10天,复合膜的分离性能没有显著变化,展示了较好的耐压稳定性。为进一步提高膜的性能,采用亲水性较好的PVA与ImPES共混制备复合,提高膜内含水量从而提高载体活性。PVA含量为15%的PVA-ImPES/PP膜的C02渗透速率为10.25GPU, CO2/N2和CO2/CH4分离因子为102.5和78.85。采用PVA亲水改性PP膜后制备具有较薄复合层的ImPES/PVA-PP复合膜,其C02渗透速率为29.63GPU, CO2/N2和C02/CH4分离因子为69.06和50.22。