免费论文：聚酰亚胺基分子筛炭膜的制备及表征

气体分离在工业生产中有着重要的作用，膜法分离由于节能、无污染得到广泛关注。分子筛炭膜是由有机聚合物高温炭化而成，属于微孔膜，它的选择性和渗透性都明显优于现有有机膜；而且炭膜还有优越的耐高温和耐腐蚀性能，这引发了人们大量的研究。炭膜研究处于起步阶段，通过控制各种条件得到性能优异的产品是重要的研究方向；通过调节前驱体结构来调控炭膜孔结构以适应不同的分离要求也是目前的研究热点之一。本文采用粉煤灰微滤膜为支撑体，自制kapton型聚酰胺酸为涂膜液，经过浸渍-提拉法制备得到原膜，并在氮气气氛下经过高温热解得到炭膜。研究了支撑体的表面形貌、涂膜次数、炭化温度对最终产品的影响。为研究前驱体结构对炭膜孔结构的影响，本文通过封端控制合成了不同分子量的前驱体，以此为原料制备得到不同的炭膜；并通过红外（FT-IR）、扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、拉曼光谱（LRM）等分析手段对产品的结构进行了表征。研究发现，和聚酰亚胺有机膜相比炭膜有良好的气体渗透性能和优越的分离性能，所得炭膜的渗透速率比有机膜要大一到三个数量级，氮气渗透速率为2.44-9.6810-11mol/Pasm2，氢气渗透速率为6.98-53.9610-9mol/Pasm2；分离因子也远远的超出了努森扩散的范围，所得产品中，最高氧气/氮气分离因子到达31.4，最高的氢气／甲烷分离因子达到2013；经过封端控制得到了不同分子量的前驱体聚合物；以不同分子量前驱体制备的炭膜的X射线衍射结果表明：随着分子量的增大所得产品有了更加紧密的结构；拉曼实验表明：随着前驱体分子量的增大所得产品的石墨化程度减小。

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