設計制備功能化復合材料是納米材料領域的重要研究方向。以ZIF-8（zeolitic imidazolate framework-8,沸石咪唑骨架）和ZnO為代表的鋅基納米材料具有合成簡單、性能穩(wěn)定、環(huán)境友好等優(yōu)點,在氣體分離、氣敏等領域有著重要的應用前景。本文主要圍繞納米材料與復合材料兩個熱點問題,通過制備GO（graphene oxide,氧化石墨烯）/ZIF-8復合膜和Au@ZnO納米復合材料,并分別應用于氣體分離和氣敏中,來研究材料結構與性能的相互關系。具體內容如下:1.設計搭建氣體分離膜性能測試系統膜分離由于其高效節(jié)能的分離方式而備受研究者的關注。但是,如何準確評價膜分離效果仍然是亟需解決的問題。針對此問題,我們設計并搭建了等壓法測試氣體分離膜分離效果的性能測試系統,并通過大量的檢測數據來驗證效果。2.GO/ZIF-8復合膜的制備及其氣體分離性質的研究近一個世紀以來,由于氣體分離膜在工業(yè)上得到廣泛應用,引起了很多研究者的興趣。但是,制備同時具有高滲透率、高選擇性的氣體分離膜仍然是個難題。針對這個問題,我們利用聚電解質PEI（polyethyleneimine,聚乙烯亞胺）,設計... 

【文章來源】：吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：博士

【部分圖文】：

（左）粘性氣體；（中）粘彈性氣體；（右）彈性氣體

吉林大學博士學位論文性的薄表皮層是聚二甲基硅氧烷（PDMS）在一個聚丙烯（PP）的支持結構上。展到如今，高分子膜可以針對不同用途精細訂制。在概述部分我們也提到過，料的物理化學性質，例如分子結構、玻璃化轉變溫度（Tg）、結晶性、交聯度，決定了氣體分離中的選擇性。隨著這些物性參數的變化，材料的耐用性會隨變化。氣體透過高分子膜的基本機理已經講過。眾所周知，橡膠態(tài)和玻璃態(tài)高分子吸附過程有著本質的區(qū)別。橡膠態(tài)高分子吸附過程服從亨利定律，而且和小分量的液體滲透吸附很像。而玻璃態(tài)高分子具有更加復雜的吸附等溫線，原因是溫度低于玻璃化轉變溫度（Tg）時，凍結部分在材料中被鎖定。不同的吸附溫線如圖 1.3 所示。

1.3 特征氣體吸附曲線：a)符合亨利定理的橡膠態(tài)高分子；b）服從弗金斯（Flory-Huggins）的高分子，例如高分子中含有有機溶液或液體；典型服從道爾模型的玻璃態(tài)高分子[21]。 碳分子篩膜（CMS）和有機金屬骨架（MOF）膜分子篩膜是微孔碳纖維膜或者平面片層膜通過高分子前驅體在特定條的。根據膜孔徑的大小和制作條件，符合以下分離機理（1）分子篩（ 5 ）（2）選擇表面流動（孔徑大于 5 而且小于 12 ）（3）努森擴散（ 20 ），或者是這些分離機理的混合。碳分子篩膜用來做氣體分離通常纖維膜或者是平面片層膜的形式。由于在模塊化時能實現較高的封裝密3），中空纖維膜有比較大的模塊化應用前景。但是生產這種膜組件是非且具有挑戰(zhàn)性，需要降低費用才能吸引更多人關注。使用便宜的高分子一種非常有利的方法。耐高溫、抗化學酸堿、熱有機溶劑，這些都是碳常有前途的優(yōu)點。碳膜的生產是非常容易，但碳化程度也同樣影響分離


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