膜科学技術ジャーナル

概要

ポリスルホン膜の構造特性とガス分離特性に対する合成パラメータの影響

SAA マンスーリ、M. パキゼ、M. プーラフシャリ チェナール

この研究では、溶媒含有量、凝固浴温度 (CBT)、凝固剤の種類を変えた凝固媒体としての水/溶媒混合物が、ポリスルホン膜の性能、形態、熱安定性に及ぼす影響を調査しました。作製した膜の特性評価には、SEM および TGA 技術を使用しました。得られた SEM 画像に基づくと、凝固媒体としての水/N,N-ジメチルアセトアミド (DMAc) 比を純水から 90 vol.% DMAc と 10 vol.% 水の混合物に減らすと、マクロボイドが完全に消失しました。ガス透過試験の結果、凝固浴に溶媒を添加すると、H2/CH4 および H2/N2 選択性 (透過選択性) がそれぞれ 46.3 から 16.1 および 51.0 から 18.5 に劇的に減少することが示されました。ちなみに、CBT を 80°C から 5°C に下げると、マクロボイドが除去され、高い熱安定性も達成されました。興味深い結果として、CBT 25°C で調製した膜は、H2/CH4 と H2/N2 の選択透過性がそれぞれ 46.3 と 51.0、H2 透過度が 25 GPU で、最高のガス分離性能を示しました。凝固剤としてメタノールを使用すると、エタノールと水を使用して調製したものと比較して選択性が低い膜になりました。一方、前者の場合の H2 透過度は、凝固剤としてエタノールと水を使用して調製したものよりもそれぞれ約 3 倍と 9 倍でした。メタノールで得られた膜は、エタノールと水の場合よりも熱安定性が低いことがわかりました。