CO2的捕獲分離是一項(xiàng)可持續(xù)發(fā)展建設(shè)工程,對人類環(huán)境建設(shè)具有重要意義。膜分離技術(shù)主要利用膜的分離效應(yīng)實(shí)現(xiàn)氣液體的分離,能實(shí)現(xiàn)環(huán)保和經(jīng)濟(jì)的雙重效應(yīng)。由于沸石咪唑化合物(ZIFs)ZIF-8具有很大的比表面積和孔隙率,并對CO2具有很強(qiáng)的吸附能力,且比傳統(tǒng)金屬有機(jī)骨架化合物(MOFs)具有更好的水熱穩(wěn)定性,本文將探究PDMS/PEI復(fù)合膜和ZIF材料的共混條件,在此基礎(chǔ)上提高分離膜的滲透性能和分離性能。鑒于文獻(xiàn)中方法的ZIF-8合成產(chǎn)量較低,本文前兩部分先對ZIF-8的合成方法進(jìn)行改進(jìn),得到比文獻(xiàn)中方法產(chǎn)量擴(kuò)大三倍的合成方法,該方法以300ml氨水和10ml甲醇為溶劑,2-甲基咪唑和Zn(OH)2的原料比為4：1,攪拌時(shí)間為72h。對按此方法所合成的ZIF-8進(jìn)行表征,結(jié)果表明：在玻璃等親水性容器中合成的ZIF-8晶體更為規(guī)整,顆粒大小更為均勻。通過在鑄膜液中添加制備的ZIF-8晶體,制備出改性的PDMS/PEI復(fù)合膜。考察了ZIF-8的填充量、原料氣壓力及不同條件制備的ZIF-8對改性膜性能的影響。結(jié)果表明：在相同的溫度和壓力下,增加ZIF材料填充量,氣體的分離系數(shù)呈現(xiàn)出先增長后下降的趨...

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號說明
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 氣體膜分離技術(shù)發(fā)展概況
        1.1.1 氣體膜分離CO₂的發(fā)展
        1.1.2 氣體膜分離的原理
        1.1.3 氣體膜分離CO₂的工藝流程
        1.1.4 氣體膜分離的材料
    1.2 沸石咪唑酯骨架結(jié)構(gòu)(ZIFs)材料簡介
        1.2.1 MOFs簡介
        1.2.2 ZIFs材料的簡介
        1.2.3 ZIFs材料的結(jié)構(gòu)
        1.2.4 ZIFs的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.5 ZIFs的性能及應(yīng)用
    1.3 沸石咪唑骨架材料(ZIFs)的制備方法
        1.3.1 溶劑熱合成法
        1.3.2 攪拌法
        1.3.3 微波輔助法
        1.3.4 超聲波法
        1.3.5 離子熱法
    1.4 聚二甲基硅氧烷(PDMS)及其改性
        1.4.1 聚二甲基硅氧烷(PDMS)
        1.4.2 聚合物膜的改性
    1.5 本論文工作的提出
第二章 ZIF-8晶體的合成及表征
    2.1 引言
    2.2 ZIF-8晶體的合成
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料及設(shè)備
        2.2.2 表征方法
    2.3 ZIF-8晶體的合成方法
        2.3.1 以DMF為溶劑制備ZIF-8
        2.3.2 以氨水為溶劑制備ZIF-8
        2.3.3 以甲醇為溶劑制備ZIF-8
    2.4 不同方法制備ZIF-8晶體的表征結(jié)果
        2.4.1 掃描電鏡SEM圖
        2.4.2 XRD分析
    2.5 氮吸附分析
    2.6 本章小結(jié)
第三章 擴(kuò)大ZIF-8晶體產(chǎn)量的合成條件研究
    3.1 實(shí)驗(yàn)方案
    3.2 混合順序的影響
    3.3 攪拌時(shí)間的影響
    3.4 原料摩爾比的影響
    3.5 掃描電鏡結(jié)果
    3.6 本章小結(jié)
第四章 填充ZIF-8的PDMS/PEI復(fù)合膜氣體分離性能研究
    4.1 ZIF-8晶體填充PDMS/PEI復(fù)合膜的制備以及分離性能測試
        4.1.1 實(shí)驗(yàn)原料及設(shè)備
        4.1.2 ZIF-8晶體填充PDMS/PEI復(fù)合膜的制備
        4.1.3 膜性能評價(jià)
        4.1.4 填充膜的氣體滲透實(shí)驗(yàn)
    4.2 ZIF-8(NH₃OH-NEW)填充量對PDMS/PEI膜的滲透分離性測定
        4.2.1 不同填充量ZIF-8(NH3OH-NEW)填充PDMS/PEI膜的制備
        4.2.2 膜的CO₂滲透性及CO₂/N₂分離性能分析
        4.2.3 其他氣體對膜分離性的影響
    4.3 填充ZIF-8 PDMS/PEI復(fù)合膜的滲透分離性隨壓力變化測定
        4.3.1 探究不同壓力對復(fù)合膜的滲透分離性的方案
        4.3.2 膜的CO₂滲透性及CO₂/N₂分離性分析
        4.3.3 其他氣體下壓力對膜分離性的影響
    4.4 不同方法制備ZIF-8對PDMS/PEI復(fù)合膜滲透分離性影響測定
        4.4.1 不同方法制備ZIF-8填充PDMS/PEI膜的制備
        4.4.2 膜的CO₂滲透性及CO₂/N₂分離性分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論和建議
    5.1 結(jié)論
    5.2 建議
參考文獻(xiàn)
致謝
研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
作者及導(dǎo)師簡介
附件



本文編號：3753925