與傳統(tǒng)的煤與石油能源相比,甲烷(CH₄)是一種清潔高效的綠色能源,是煤層氣的主要成分。其中,氮?dú)?N₂)作為其含量比重最大的雜質(zhì)氣體,其去除對煤層氣的高效利用有著極其重要的意義。目前,對于CH₄/N₂分離,膜分離技術(shù)相較與其他分離技術(shù)而言(深冷分離,變壓吸附技術(shù)),具有操作靈活、能耗低、占地面積小、投資少等優(yōu)點(diǎn),吸引了廣泛的關(guān)注。在大量的膜材料中,苯乙烯類的嵌段聚合物膜擁有良好的成膜性,價(jià)格低廉以及高的CH₄/N₂選擇性,成為富集CH₄材料的首選。然而,較低的氣體滲透系數(shù)限制了其工業(yè)應(yīng)用的發(fā)展。PDMS-co-PMHS,是一種高氣體滲透性材料。因此,本文通過機(jī)械共混和硅氫化反應(yīng)將PDMS-co-PMHS引入到苯乙烯嵌段聚合物中,制備了SBS/PDMS-co-PMHS共混膜,和SBS-c-PDMS-co-PMHS、SIS-c-PDMS-co-PMHS交聯(lián)膜。并采用FT-IR、SEM和TGA對其結(jié)構(gòu)、形貌和熱穩(wěn)定性進(jìn)行表征。此外,還考察了...

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 CH₄/N₂分離意義
    1.2 CH₄/N₂分離的主要方法
        1.2.1 深冷分離法
        1.2.2 變壓吸附法
        1.2.3 膜分離法
    1.3 氣體膜分離的傳質(zhì)機(jī)理
        1.3.1 多孔膜傳質(zhì)機(jī)理
        1.3.2 非多孔膜傳質(zhì)機(jī)理
        1.3.3 氣體分離膜的分離上限
    1.4 聚合物膜的材料
        1.4.1 玻璃態(tài)聚合物
        1.4.2 橡膠態(tài)聚合物
        1.4.3 嵌段聚合物
    1.5 本論文的選題意義及研究內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及儀器
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 表征方法
        2.2.1 紅外光譜分析(FT-IR)
        2.2.2 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.2.3 熱重分析(TGA)
        2.2.4 交聯(lián)度測定
    2.3 氣體分離性能測試
        2.3.1 單氣體分離性能測試
        2.3.2 混合氣體分離性能測試
第三章 SBS/PDMS-co-PMHS共混膜的制備及其CH₄/N₂分離性能
    3.1 引言
    3.2 SBS/PDMS-co-PMHS共混膜的制備
        3.2.1 SBS/PDMS-co-PMHS共混膜的制備
    3.3 SBS和SBS/PDMS共混膜的結(jié)構(gòu)表征
        3.3.1 SBS和SBS/PDMS共混膜的FT-IR表征
        3.3.2 TGA熱力學(xué)穩(wěn)定性能
        3.3.3 SEM形貌分析
    3.4 SBS和SBS/PDMS共混膜的單氣體CH₄/N₂分離性能
        3.4.1 PDMS-co-PMHS含量對CH₄/N₂分離性能的影響
        3.4.2 溫度對CH₄/N₂分離性能的影響
    3.5 本章小結(jié)
第四章 SBS-c-PDMS-co-PMHS交聯(lián)膜的制備及其CH₄/N₂分離性能
    4.1 引言
    4.2 SBS-c-PDMS-co-PMHS交聯(lián)膜的制備
        4.2.1 Karstedt催化劑的制備
        4.2.2 SBS-c-PDMS-co-PMHS交聯(lián)膜的制備
    4.3 SBS和SBS-PDMS交聯(lián)膜的結(jié)構(gòu)表征
        4.3.1 SBS和SBS-PDMS交聯(lián)膜的FT-IR表征
        4.3.2 SBS-PDMS交聯(lián)膜的交聯(lián)度測試
        4.3.3 TGA熱力學(xué)穩(wěn)定性能
        4.3.4 SEM形貌分析
    4.4 SBS和SBS-PDMS交聯(lián)膜的單氣體CH₄/N₂分離性能
        4.4.1 PDMS-co-PMHS含量對CH₄/N₂分離性能的影響
        4.4.2 溫度對CH₄/N₂分離性能的影響
    4.5 SBS和SBS-PDMS交聯(lián)膜的CH₄/N₂混合氣體分離性能
    4.6 本章小結(jié)
第五章 SIS-c-PDMS-co-PMHS交聯(lián)膜的制備及其CH₄/N₂分離性能
    5.1 引言
    5.2 SIS-c-PDMS-co-PMHS交聯(lián)膜的制備
        5.2.1 Speier催化劑的制備
        5.2.2 SIS-c-PDMS-co-PMHS交聯(lián)膜的制備
    5.3 SIS和SIS-PDMS交聯(lián)膜的結(jié)構(gòu)表征
        5.3.1 SIS和SIS-PDMS交聯(lián)膜的FT-IR表征
        5.3.2 SIS-PDMS交聯(lián)膜的交聯(lián)度測定
        5.3.3 TGA熱力學(xué)穩(wěn)定性能
        5.3.4 SEM形貌分析
    5.4 SIS和SIS-PDMS交聯(lián)膜的單氣體CH₄/N₂分離性能
        5.4.1 PDMS-co-PMHS含量對CH₄/N₂分離性能的影響
        5.4.2 溫度對CH₄/N₂分離性能的影響
    5.5 SIS和SIS-PDMS交聯(lián)膜的混合氣CH₄/N₂分離性能
    5.6 SIS-PDMS交聯(lián)膜與其他聚合物膜的CH₄/N₂分離性能比較
    5.7 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
論文發(fā)表情況
致謝



本文編號：3781263