Journals / Journal of the Turkish Chemical Society, Section A: Chemistry / 2016 / Cilt: 3 - Sayı: 2
Structural Characterization and Gas Permeation Properties of Polyetherimide (PEI)/Zeolitic imidazolate (ZIF-11) Mixed Matrix Membranes
- Pages
- 183–206
- DOI
- —
Abstract
In this study, the preparation of polyetherimide (PEI-Ultem1000)/ZIF-11 mixed matrix membranes was studied in various ZIF-11 particle loadings (0, 10, 15, 20, and 30 wt.%). The newly synthesized ZIF-11 submicron particles with an average particle size of ~280 nm were integrated in PEI membranes as novel mixed matrix membranes (MMMs). The effect of ZIF-11 loading was scrutinized for Hz, C02, and CH4 gas separation performances at 35 °C and bar. The incorporation of ZIF-11 submicron particles improved the gas permeation properties of the MMMs with an increase in ZIF-11 loading. As the ZIF-11 loading increased up to 20 wt.%, the permeability of H2 and CO2 increased to four times higher than that of the pure polymer. Moderate increase of CH4 permeability was also recorded. At higher loadings above 20 wt.%, the permeability decreased for all gases and the COz/CH4, and Hz/CH4 selectivities increased consistent with the ZIF-11 loading.
Özet
Bu çalışmada, polieterimid (PEI-Ultem1000)/ZIF-11 karışık matris membranlarının hazırlanması ve farklı oranlarda ZIF-11 partikülleri (ağırlıkça 0, 10, 15, 20, ve 30) yüklenmesinin etkisi incelenmiştir. Ortalama partikül boyutu ~280 nm olarak sentezlenen ZIF-11 partikülleri PEI membranına katkısı ile karışık matris membranlar (KMM) hazırlanmıştır. ZIF-11 yüklemesinin gaz ayırma performansına etkisi H2, CO2 ve CH4 gazları için 35 °C ve bar basınçta incelenmiştir. ZIF-11 yüklemesindeki artış ile KMM'Ierin gaz geçirgenlik özellikleri artmıştır. %20 ZIF-11 yüklemesinde H2 ve CO2 gazlarının geçirgenlik katkısız polimere göre dört kat artmıştır. CH4 geçirgenliğinde ise bir miktar artış gözlenmiştir. Ağırlıkça %20'nin üzerinde ZIF-11 yüklemesinde, bütün gazlar için geçirgenlik değerleri düşerken COZ/CH4 ve HZ/CH4 seçicilikleri ZIF-11 yüklemesine bağlı olarak artmıştır.