設(shè)計制備功能化復(fù)合材料是納米材料領(lǐng)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(lǐng)域有著重要的應(yīng)用前景。本文主要圍繞納米材料與復(fù)合材料兩個熱點問題,通過制備GO（graphene oxide,氧化石墨烯）/ZIF-8復(fù)合膜和Au@ZnO納米復(fù)合材料,并分別應(yīng)用于氣體分離和氣敏中,來研究材料結(jié)構(gòu)與性能的相互關(guān)系。具體內(nèi)容如下:1.設(shè)計搭建氣體分離膜性能測試系統(tǒng)膜分離由于其高效節(jié)能的分離方式而備受研究者的關(guān)注。但是,如何準(zhǔn)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(shè)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(tǒng),并通過大量的檢測數(shù)據(jù)來驗證效果。2.GO/ZIF-8復(fù)合膜的制備及其氣體分離性質(zhì)的研究近一個世紀(jì)以來,由于氣體分離膜在工業(yè)上得到廣泛應(yīng)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(zhì)PEI（polyethyleneimine,聚乙烯亞胺）,設(shè)計... 

【文章來源】：吉林大學(xué)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(xué)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(xué)博士學(xué)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(jié)構(gòu)上。展到如今，高分子膜可以針對不同用途精細(xì)訂制。在概述部分我們也提到過，料的物理化學(xué)性質(zhì)，例如分子結(jié)構(gòu)、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）、結(jié)晶性、交聯(lián)度，決定了氣體分離中的選擇性。隨著這些物性參數(shù)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(jī)理已經(jīng)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(zhì)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(fù)雜的吸附等溫線，原因是溫度低于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）時，凍結(jié)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(jī)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(jī)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(qū)體在特定條的。根據(jù)膜孔徑的大小和制作條件，符合以下分離機(jī)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(kuò)散（ 20 ），或者是這些分離機(jī)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(xiàn)較高的封裝密3），中空纖維膜有比較大的模塊化應(yīng)用前景。但是生產(chǎn)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(guān)注。使用便宜的高分子一種非常有利的方法。耐高溫、抗化學(xué)酸堿、熱有機(jī)溶劑，這些都是碳常有前途的優(yōu)點。碳膜的生產(chǎn)是非常容易，但碳化程度也同樣影響分離


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