分離是化工生產(chǎn)過程中的重要操作單元,也是設(shè)備投資和能耗費用占比很高的工段之一。傳統(tǒng)的分離技術(shù)包括精餾、吸收、萃取、結(jié)晶等或者對能源的依賴性較大,或者分離過程可能對環(huán)境造成相當(dāng)?shù)奈廴?促使膜分離這一節(jié)能高效、清潔環(huán)保的新興技術(shù)越來越受到重視。膜分離技術(shù)的發(fā)展很大程度上依賴于高性能膜材料的開發(fā)。鑒于新型多孔材料與聚合物各自的顯著優(yōu)點,將兩者進行復(fù)合制備混合基質(zhì)膜是當(dāng)前的一個重要發(fā)展方向。近年來,由于在孔道結(jié)構(gòu)及化學(xué)性質(zhì)調(diào)變方面具有獨特的優(yōu)勢,金屬-有機骨架材料(Metal-Organic Frameworks, MOFs)在分離領(lǐng)域表現(xiàn)出了良好的應(yīng)用潛力。在此基礎(chǔ)上,以高性能分離膜的制備為目標(biāo),基于MOF材料的混合基質(zhì)膜的研究也受到了越來越多的關(guān)注。本論文針對不同的分離體系,充分利用MOF材料的優(yōu)勢制備出了一系列新型混合基質(zhì)膜,并從材料的孔道結(jié)構(gòu)、吸附性能、形貌和表面性質(zhì)等角度,系統(tǒng)分析了填料的摻雜對聚合物膜性能強化的機理。主要內(nèi)容如下:1、針對CO2/CH4體系的分離,基于對CO2具有選擇性吸附作用的NH2-MIL-125(Ti),將其與聚砜(PSF)進行復(fù)合制備出了新型混合基質(zhì)膜。在3...

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【部分圖文】：

圖１－１?Ｏ２／Ｎ２分離的Ｒｏｂｅｓｏｎ上限??Ｆｉｇ．?１－１?Ｒｏｂｅｓｏｎ?ｕｐｐｅｒ?ｂｏｕｎｄ?ｏｆ?Ｏ２／Ｎ２?ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ??

擇性的降低，反之亦然。Ｒｏｂｅｓｏｎ首先提出了這一制約關(guān)系，并針對多種氣體分離體??系，通過總結(jié)大量的實驗數(shù)據(jù)，繪制了?Ｒｏｂｅｓｏｎ上限（Ｕｐｐｅｒ?Ｂｏｕｎｄ），作為衡量氣體??分離膜性能的一個綜合指標(biāo)【２（＾］，例如圖１－１所示即為〇２／Ｎ２體系的Ｒｏｂｅｓｏｎ上限。??另....

圖１－２混合基質(zhì)膜示意圖??Ｆｉｇ．?１－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ａ?ｍｉｘｅｄ?ｍａｔｒｉｘ?ｍｅｍｂｒａｎｅ??

制備混合基質(zhì)膜（Ｍｉｘｅｄ?Ｍａｔｒｉｘ?Ｍｅｍｂｒａｎｅｓ，?ＭＭＭｓ）被認(rèn)為是一種有效地強化聚合物??膜分離性能的途徑［２Ｗ６］。??混合基質(zhì)膜是將填料顆粒均勻分布在聚合物基質(zhì)中所制備的膜的總稱（如圖１－２??所示），它有望將聚合物在力學(xué)性能、可加工性和成本方面，以及填料在滲....

圖１－５聚合物膜內(nèi)氣體分子傳質(zhì)的溶解－擴散模型??

立在對聚合物膜和多孔材料膜分離機理充分了解的基礎(chǔ)上。??對聚合物膜而言，其分離機理通常由溶解－擴散模型來解釋，該模型適用于物質(zhì)在??非多孔膜中的滲透過程分析。如圖１－５所示，以氣體分離為例，進料側(cè)的氣體在壓力??的驅(qū)動下吸附溶解于膜表面，形成較大濃度的氣體分子堆積，進而在濃度差的....

圖１－７混合基質(zhì)膜內(nèi)填料－聚合物間四種可能的界面形態(tài)??

眾多影響因素中最為顯著及普遍的［６５］。??填料與聚合物兩相之間的相容性對兩者之間的界面情況有明顯影響。一般情況??下，混合基質(zhì)膜內(nèi)填料與聚合物之間可能出現(xiàn)以下四種界面形態(tài)［３８，６５，６６］，如圖１－７所??示。圖中（ａ）所示為理想的相界面形態(tài)，兩相之間接觸良好，無第三相態(tài)出現(xiàn)....

本文編號：3943099