姜大伟
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王同华
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李琳
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孙美悦
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郭新闻
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曹义鸣
膜科学与技术
doi:10.3969/j.issn.1007-8924.2011.04.008
以PMDA-ODA型聚酰胺酸为原料,通过掺杂钛硅分子筛(TS-1)制备气体分离用杂化功能炭膜.系统考察了钛硅分子筛(TS-1)掺杂量、炭化温度等因素对功能炭膜气体渗透性和分离性能的影响,利用FT- IR、XRD、TG和TEM等分析手段对TS- 1/C杂化原膜及其在不同温度下炭化的炭膜结构和性能进行表征.结果表明:掺杂钛硅分子筛(TS-1)可大幅提高炭膜对CO2的渗透性能；当掺杂质量分数为20％,炭化温度为600℃时,CO2、H2、O2、N2、CH4的渗透系数分别可达9087 Barrer、8111 Barrer、2 017 Barrer、426 Barrer和357 Barrer；当炭化温度为700℃以上时,功能炭膜对各气体的渗透性急剧降低,气体分离性大幅提高.
关键词:
PMDA-ODA
,
钛硅分子筛
,
功能炭膜
,
渗透系数
,
二氧化碳
赵选英
,
王同华
,
李琳
,
刘颖
,
曹义鸣
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2010.00047
采用共混法在聚酰亚胺前驱体中引入Fe3O4纳米粒子,经高温热解炭化制备了杂化功能炭膜.采用XRD、TEM和VSM等分析方法对所制备的功能炭膜进行表征,并探讨了Fe3O4纳米粒子的掺杂量及炭化终温对功能炭膜气体分离性能的影响.结果表明,Fe3O4纳米粒子在热解炭化过程中发生了物相形态的改变,并对前驱体起到了催化石墨化的作用,使功能炭膜具有类石墨片层和乱层炭的两种炭结构形态,同时具有磁性.气体渗透实验表明,掺杂Fe3O4纳米粒子使所制备的功能炭膜具有"分子筛分"的分离特征,提高了炭膜的气体渗透性能,特别是对小分子气体H2的渗透性提高了61倍,H2/CO2的分离选择性也明显得到改善.Fe3O4的掺杂量和炭化终温对炭膜的气体分离性能有显著影响.Fe3O4添加量为20wt%的功能炭膜对H2、CO2、O2、N2和CH4等纯气体的渗透系数分别为15476、4385、1565、193和114Barrers[1 Barrer=1×10-10cm3(STP)·cm/(cm2·s·cmHg)].
关键词:
磁性
,
功能炭膜
,
气体分离
,
渗透性能
