天然氣中二氧化碳含量過高不僅會降低天然氣的熱值,而且會腐蝕運(yùn)輸管道。另外,CO₂排放量的逐年增長,對現(xiàn)代社會的可持續(xù)發(fā)展造成了巨大的威脅。隨著新技術(shù)的發(fā)展和新材料的發(fā)現(xiàn),基于膜的氣體分離已從狹隘的科學(xué)學(xué)科,有限的實際應(yīng)用,發(fā)展到更廣泛的領(lǐng)域。聚合物材料具有成膜工藝簡單,優(yōu)異的可加工和機(jī)械性能。而且在工業(yè)上,將聚合物加工成膜并組裝成高容量模塊具有較低的成本,使得聚合物膜成為工業(yè)氣體分離應(yīng)用上最具競爭力的膜材料。聚酰亞胺(PI)膜也已被廣泛應(yīng)用于氣體分離,液體凈化和燃料電池等領(lǐng)域。但是對于大多數(shù)PI膜而言,存在固有的折衷效應(yīng),即高滲透性的材料通常顯示出較低的選擇性,反之亦然。此外,聚合物膜通常存在塑化和老化的效應(yīng)。因此,PI膜的當(dāng)前挑戰(zhàn)是在不犧牲氣體滲透性的情況下實現(xiàn)良好的氣體選擇性,并增加其抗塑化性能。針對以上問題,制備混合基質(zhì)膜的策略逐漸受到人們的關(guān)注。本文的主要的研究內(nèi)容是首先制備了席夫堿型共價有機(jī)骨架(COFs)SNW-1,并將其作為納米填料分別制備了不同填料含量的PI和共聚co-PI的混合基質(zhì)膜PI/SNW-1和co-PI/SNW-1,并測試了PI/SNW-...

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 膜分離簡介
    1.2 氣體分離膜種類
        1.2.1 聚合物氣體分離膜
        1.2.2 無機(jī)膜
        1.2.3 混合基質(zhì)膜(MMMs)
    1.3 聚酰亞胺膜材料
        1.3.1 聚酰亞胺氣體分離膜局限性
        1.3.2 聚酰亞胺膜的改性策略
        1.3.3 聚酰亞胺混合基質(zhì)膜
    1.4 本論文的研究意義和研究內(nèi)容
第二章 SNW-1納米粒子合成與結(jié)構(gòu)鑒定
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗儀器
        2.2.2 原料及試劑
        2.2.3 分析與測試
        2.2.4 SNW-1納米粒子合成
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 SNW-1的化學(xué)結(jié)構(gòu)分析
        2.3.2 SNW-1的孔結(jié)構(gòu)分析
        2.3.3 SNW-1的形貌分析
        2.3.4 SNW-1的熱性能分析
    2.4 本章小結(jié)
第三章 PI膜和PI/SNW-1混合基質(zhì)膜的制備與表征及其氣體滲透與選擇性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗儀器
        3.2.2 原料及試劑
        3.2.3 PI膜的制備
        3.2.4 PI/SNW-1混合基質(zhì)膜的制備
        3.2.5 氣體滲透裝置的組裝
        3.2.6 氣體滲透性能測試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 PI和PI/SNW-1紅外譜圖分析
        3.3.2 PI和PI/SNW-1的微觀形貌分析
        3.3.3 PI/SNW-1的晶型結(jié)構(gòu)分析
        3.3.4 PI和PI/SNW-1的熱性能分析
        3.3.5 PI和PI/SNW-1膜的CO2和CH4的滲透和選擇性能分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 共聚聚酰亞胺膜co-PI和混合基質(zhì)膜co-PI/SNW-1的制備
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗儀器
        4.2.2 原料及試劑
        4.2.3 co-PI膜的制備
        4.2.4 co-PI/SNW-1混合基質(zhì)膜的制備
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 co-PI和co-PI/SNW-1的紅外譜圖分析
        4.3.2 co-PI和co-PI/SNW-1的熱性能分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 主要結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士研究生期間發(fā)表的論文
致謝



本文編號：3950144