Zeitschrift für Membranwissenschaft und -technologie

Abstrakt

Einfluss der Syntheseparameter auf die Struktureigenschaften von Polysulfonmembranen und ihre Gastrennungseigenschaften

SAA Mansoori, M. Pakizeh und M. Pourafshari Chenar

In dieser Studie wurden die Auswirkungen eines Wasser-/Lösungsmittelgemischs als Koagulationsmedium mit unterschiedlichem Lösungsmittelgehalt, unterschiedlicher Koagulationsbadtemperatur (CBT) und unterschiedlicher Koagulanzart auf die Leistung, Morphologie und Wärmestabilität von Polysulfonmembranen untersucht. Zur Charakterisierung der hergestellten Membranen wurden SEM- und TGA-Techniken eingesetzt. Basierend auf den erhaltenen SEM-Bildern führte die Verringerung des Wasser-/N,N-Dimethylacetamid-Verhältnisses (DMAc) als Koagulationsmedium von reinem Wasser zu einer Mischung aus 90 Vol.-% DMAc und 10 Vol.-% Wasser zum vollständigen Verschwinden der Makroporen. Die Ergebnisse des Gaspermeationstests zeigten, dass sich die H2/CH4- und H2/N2-Selektivitäten (Permselektivitäten) durch die Zugabe eines Lösungsmittels zum Koagulationsbad drastisch von 46,3 auf 16,1 bzw. von 51,0 auf 18,5 verringerten. Die Verringerung des CBT von 80°C auf 5°C führte übrigens zur Beseitigung der Makroporen und zum Erreichen einer hohen Wärmestabilität. Ein interessantes Ergebnis ist, dass die bei CBT von 25 °C hergestellte Membran die beste Gastrennleistung mit Permselektivitäten von 46,3 und 51,0 für H2/CH4 bzw. H2/N2 und einer H2-Permeanz von 25 GPU zeigte. Die Verwendung von Methanol als Koagulans führte zu einer weniger selektiven Membran im Vergleich zu den mit Ethanol und Wasser hergestellten Membranen. Andererseits war die H2-Permeanz im ersteren Fall etwa 3- bzw. 9-mal höher als bei den mit Ethanol bzw. Wasser als Koagulans hergestellten Membranen. Die mit Methanol erhaltene Membran zeigte eine geringere thermische Stabilität als die mit Ethanol und Wasser hergestellten Membranen.