近年來(lái),氣體膜分離已發(fā)展成為獨(dú)立的化工操作單元,其核心仍是開(kāi)發(fā)兼具高氣體滲透性與高選擇性的膜材料。其中,將高性能的分散相微-納米顆粒作為分散相引入聚合物膜基質(zhì)中所制備的混合基質(zhì)膜已成為膜材料開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。針對(duì)混合基質(zhì)膜中聚合物基質(zhì)相易滲入分散相顆粒中堵塞微-納米顆粒微通道,從而使得高性能的微/納米顆粒不能很好的發(fā)揮作用這一問(wèn)題。本論文從混合基質(zhì)膜的成膜方式和分散相顆粒構(gòu)型分別為出發(fā)點(diǎn),探究防止分散相顆粒微通道被堵塞的方法,進(jìn)而制備出高性能的混合基質(zhì)膜材料與分離膜。一方面從成膜方式入手,采用聚合物基質(zhì)先固化,分散相顆粒后固化成型的思路,從而避免常規(guī)方法中聚合基質(zhì)相滲入微-納米顆粒微通道中。論文通過(guò)一步法制備以含氮碳納米顆粒(Nitrogen-doped porous carbons,NDPC)為分散相,自具微孔聚合物(Polymer of intrinsic microporosity,PIM)為聚合物基質(zhì)的混合基質(zhì)膜。考察了熱處理成膜溫度及NDPC含量對(duì)混合基質(zhì)膜性能的影響。結(jié)果表明,NDPC與聚合物基質(zhì)之間具有良好的相容性,并且在膜內(nèi)分散均勻。在NDPC含量為2 wt.%和...

【文章頁(yè)數(shù)】：88 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 氣體分離膜的研究背景及發(fā)展
    1.2 氣體分離膜的分類
        1.2.1 傳統(tǒng)氣體分離膜
            1.2.1.1 無(wú)機(jī)膜
            1.2.1.2 有機(jī)膜
        1.2.2 新型氣體分離膜
    1.3 膜氣體分離的原理
        1.3.1 氣體在多孔膜中的分離原理
        1.3.2 氣體在非多孔膜中的分離原理
        1.3.3 Robeson Upper Bound
    1.4 混合基質(zhì)膜
        1.4.1 混合基質(zhì)膜連續(xù)相和分散相的選擇
        1.4.2 高性能分散相
        1.4.3 混合基質(zhì)膜存在的主要問(wèn)題
        1.4.4 混合基質(zhì)膜的改性方法
    1.5 本論文選題思路及工作內(nèi)容
        1.5.1 本論文的選題思路
        1.5.2 本論文的工作內(nèi)容
第二章 含氮多孔碳納米顆粒對(duì)PIM-1膜的改性研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)試劑
    2.3 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.4 實(shí)驗(yàn)部分
        2.4.1 NDPC/PIM混合基質(zhì)膜的制備
    2.5 膜及添加物表征方法
        2.5.1 傅里葉紅外光譜儀
        2.5.2 掃描電子顯微鏡
        2.5.3 透射電子顯微鏡
        2.5.4 納米粒徑電位分析儀
        2.5.5 廣角X射線衍射儀
        2.5.6 差示掃描量熱法儀
        2.5.7 全自動(dòng)物理化學(xué)吸附儀
        2.5.8 氣體吸附測(cè)試
    2.6 結(jié)果與討論
        2.6.1 含氮碳納米顆粒的結(jié)構(gòu)分析
        2.6.2 NDPC/PIM混合基質(zhì)膜形貌及鏈段間距分析
        2.6.3 含NDPC混合基質(zhì)膜氣體傳輸性能分析
    2.7 本章小結(jié)
第三章 中空微球?qū)酆衔锬げ牧系母男匝芯?br>    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)試劑
    3.3 實(shí)驗(yàn)儀器
    3.4 實(shí)驗(yàn)部分
        3.4.1 中空納米微球的制備
            3.4.1.1 PAR-HNPs(TTSBI)中空微球的制備
            3.4.1.2 PAR-HNPs(BTSBI)中空微球的制備
        3.4.2 HNPs/Pebax混合基質(zhì)膜的制備
        3.4.3 HNPs/PDMS混合基質(zhì)膜的制備
        3.4.4 HNPs/PIM混合基質(zhì)膜的制備
        3.4.5 HNPs/PEI混合基質(zhì)膜的制備
    3.5 結(jié)果與討論
        3.5.1 聚芳酯中空微球形貌分析
        3.5.2 聚芳酯中空微球結(jié)構(gòu)分析
        3.5.3 混合基質(zhì)膜的形貌及鏈段間距分析
        3.5.4 含中空微球混合基質(zhì)膜的氣體傳輸性能分析
            3.5.4.1 HNPs/Pebax混合基質(zhì)膜的氣體傳輸性能分析
            3.5.4.2 HNPs/PDMS混合基質(zhì)膜氣體傳輸性能分析
            3.5.4.3 HNPs/PIM混合基質(zhì)膜氣體傳輸性能分析
            3.5.4.4 HNPs/PEI混合基質(zhì)膜氣體傳輸性能分析
    3.6 本章小結(jié)
第四章 PAR-HNPs(BTSBI)/PIM-1 復(fù)合膜的制備及氣體分離性能研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)試劑
    4.3 實(shí)驗(yàn)儀器
    4.4 實(shí)驗(yàn)部分
        4.4.1 復(fù)合膜的制備
    4.5 結(jié)果與討論
        4.5.1 復(fù)合膜的形貌分析
        4.5.2 探究預(yù)處理?xiàng)l件及提拉速度對(duì)復(fù)合膜的性能影響
    4.6 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和參加科研情況
致謝



本文編號(hào)：3836391