碳膜具有耐高溫性、耐化學(xué)性、高滲透選擇性等特性。近年來,碳膜的研究與開發(fā)已成為研究者重點(diǎn)關(guān)注的領(lǐng)域。聚氯乙烯（PVC）是一種用途廣泛的通用樹脂,產(chǎn)能規(guī)模大,價(jià)格低廉。以PVC為前驅(qū)體制備碳膜有助于碳膜的低成本化。論文選擇PVC為前驅(qū)體,探究預(yù)氧化處理和碳化條件對(duì)結(jié)構(gòu)和性能的影響;制備了含有氧化鋅的PVC/ZnO復(fù)合碳膜和含木質(zhì)素的PVC/lignin復(fù)合碳膜,具體研究?jī)?nèi)容如下:1、以N,N-二甲基甲酰胺（DMF）為溶劑,采用溶解澆鑄的方式制備聚氯乙烯薄膜。以聚氯乙烯薄膜作為前驅(qū)體,在空氣中經(jīng)過預(yù)氧化處理后進(jìn)行高溫碳化制備得到碳膜。采用紅外光譜（FTIR）、掃描電子顯微鏡（SEM）和X射線衍射（XRD）等表征手段對(duì)不同預(yù)氧化條件處理后的預(yù)氧化膜以及碳膜的化學(xué)結(jié)構(gòu)與形態(tài)進(jìn)行表征;并在25°C下測(cè)試了碳膜對(duì)CO2與N2的吸附等溫曲線。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:預(yù)氧化和碳化過程中,升溫速率和保持時(shí)間對(duì)孔結(jié)構(gòu)的影響較大,碳膜的孔結(jié)構(gòu)還受碳化溫度的影響。在700°C下碳化得到的碳膜在101kPa時(shí)對(duì)CO₂的吸附量最大,可達(dá)到1.45 mmol/g。以3°C/min的速率升溫至800°C保... 

【文章來源】：湖南師范大學(xué)湖南省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【圖文】：

碳膜制備的流程

以聚氯乙烯為前驅(qū)體制備碳膜的探索研究3凝膠狀復(fù)合物，并利用固化劑六次甲基四胺來控制聚合物碳前體的流變性，得到可調(diào)控的聚合物薄膜，碳化后得到孔徑均勻的介孔碳膜。圖1-2酚醛樹脂基碳膜的制備流程Figure1-2Fabricationprocessofphenolicresin-basedcarbonmembrane1.2.1.3聚丙烯腈聚丙烯腈具有較高的熔點(diǎn)和粘度，碳含量高，良好的熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，在碳化過程中結(jié)構(gòu)不易被破壞，成本較低，是制備碳膜的潛力前驅(qū)體。Su等[19]通過非溶劑誘導(dǎo)的相分離方法制備出旋涂在支撐體上多孔聚丙烯腈膜，利用質(zhì)子輻射之后碳化處理得到多孔聚丙烯腈碳膜，該碳膜形成了偽石墨結(jié)構(gòu)，電導(dǎo)率可達(dá)到68.0S/cm。無模板技術(shù)是一種更加節(jié)省成本和時(shí)間，制備多孔材料的方式。Wu等[20]采用無模板技術(shù)-熱致相分離制備多孔碳膜，選擇聚丙烯腈、DMSO、甘油作為三元體系，采用熱致相分離方法制備出聚丙烯腈薄膜，經(jīng)預(yù)氧化、碳化后得到具有分級(jí)結(jié)構(gòu)多孔碳膜。Okada等[21]報(bào)道了一種無模板技術(shù)制備中孔聚合物碳整體的方法：將聚丙烯腈溶解在水/DMSO溶劑中，通過加熱后冷卻的方式使聚合物以整料的形式發(fā)生相分離，經(jīng)過預(yù)氧化碳化后得到多孔的聚丙烯腈碳單體（見圖1-3）。圖1-3熱致相分離技術(shù)制備中孔聚丙烯腈碳?jí)K的方案Figure1-3PreparationofmesoporousPANcarbonmonolithsbyathermallyinducedphaseseparationtechnique1.2.1.4聚糠醇聚糠醇屬于熱固性樹脂，價(jià)格低廉，殘?zhí)剂扛撸s為50%），在熱分解過程

以聚氯乙烯為前驅(qū)體制備碳膜的探索研究3凝膠狀復(fù)合物，并利用固化劑六次甲基四胺來控制聚合物碳前體的流變性，得到可調(diào)控的聚合物薄膜，碳化后得到孔徑均勻的介孔碳膜。圖1-2酚醛樹脂基碳膜的制備流程Figure1-2Fabricationprocessofphenolicresin-basedcarbonmembrane1.2.1.3聚丙烯腈聚丙烯腈具有較高的熔點(diǎn)和粘度，碳含量高，良好的熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，在碳化過程中結(jié)構(gòu)不易被破壞，成本較低，是制備碳膜的潛力前驅(qū)體。Su等[19]通過非溶劑誘導(dǎo)的相分離方法制備出旋涂在支撐體上多孔聚丙烯腈膜，利用質(zhì)子輻射之后碳化處理得到多孔聚丙烯腈碳膜，該碳膜形成了偽石墨結(jié)構(gòu)，電導(dǎo)率可達(dá)到68.0S/cm。無模板技術(shù)是一種更加節(jié)省成本和時(shí)間，制備多孔材料的方式。Wu等[20]采用無模板技術(shù)-熱致相分離制備多孔碳膜，選擇聚丙烯腈、DMSO、甘油作為三元體系，采用熱致相分離方法制備出聚丙烯腈薄膜，經(jīng)預(yù)氧化、碳化后得到具有分級(jí)結(jié)構(gòu)多孔碳膜。Okada等[21]報(bào)道了一種無模板技術(shù)制備中孔聚合物碳整體的方法：將聚丙烯腈溶解在水/DMSO溶劑中，通過加熱后冷卻的方式使聚合物以整料的形式發(fā)生相分離，經(jīng)過預(yù)氧化碳化后得到多孔的聚丙烯腈碳單體（見圖1-3）。圖1-3熱致相分離技術(shù)制備中孔聚丙烯腈碳?jí)K的方案Figure1-3PreparationofmesoporousPANcarbonmonolithsbyathermallyinducedphaseseparationtechnique1.2.1.4聚糠醇聚糠醇屬于熱固性樹脂，價(jià)格低廉，殘?zhí)剂扛撸s為50%），在熱分解過程

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[5]聚丙烯/木質(zhì)素復(fù)合材料的制備及性能研究[D]. 董曉莉.浙江工業(yè)大學(xué) 2010
[6]氣體分離碳膜的制備及性能研究[D]. 褚俊翔.天津大學(xué) 2007
[7]纖維增強(qiáng)聚氯乙烯復(fù)合材料的研究[D]. 羅楊云.武漢理工大學(xué) 2004



本文編號(hào)：3273091