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通过高温裂解酚醛树脂制备气体分离用炭膜——裂解温度及臭氧后处理的作用分析

新型炭材料 doi:10.1016/S1872-5805(13)60063-3

炭膜可以通过各种前驱体,如酚醛树脂的高温裂解方法制备.该过程中,裂解条件对炭膜的性质有较大影响.研究不同裂解温度及臭氧后处理对炭膜的孔隙率及气体吸附行为的影响.结果表明,当裂解温度升高(由500℃提高到800℃),炭膜的平均孔径减小,孔体积与气体吸附能力先增大后减小.在800℃下,炭膜表现出分子筛的分离性能.臭氧后处理过程使炭膜孔径增大,气体吸附效率及动态吸附选择性降低,弱化了炭膜的分离性能.

关键词: 碳分子筛 , 酚醛树脂炭膜 , 气体分离 , 臭氧

聚酰亚胺的化学结构在炭膜制备过程中的变化规律及热解机理

李琳 , 祁文博 , 王虹 , 张萍萍 , 孙美悦 , 王同华 , 李建新 , 曹义鸣

新型炭材料

从分子设计出发,用不同的二胺单体和相同的二酐单体合成聚酰胺酸并制备聚合物膜. 采用热重﹑热重-质谱﹑红外和X射线光电子能谱分析聚酰胺酸在热解过程中的结构变化及机理. 结果表明,在热解过程中,聚酰胺酸的热解包括4个阶段,经吸附水和吸附氧的脱除及溶剂挥发,亚胺化,交联,以及高温阶段的主链断裂﹑脱氧﹑脱氢﹑芳构化等热解过程转化为无定形炭结构. 前驱体的结构不同导致热解过程存在差异. PPD-PMDA和TMPPD-PMDA热解时所需的温度较高. 其它聚酰亚胺析出CH4﹑CO2﹑C6 H6的温度顺序为ODA-PMDA>BDAF-PMDA>BAPP-PMDA. 在700 ℃热解后,BDAF-PMDA所含的氟元素基本消失. 这表明聚酰亚胺的化学结构对炭膜的微结构有较大影响.

关键词: 聚酰亚胺 , 炭膜 , 化学结构 , 热解机理

支撑炭膜制备过程中的缺陷形成与避免

新型炭材料 doi:10.1016/S1872-5805(13)60089-X

以酚醛树脂为前驱体在多孔石墨上制备了支撑炭膜.以树脂溶液涂覆支撑物表面,然后干燥、固化和炭化.涂膜-炭化的第一次循环不能有效地减小炭膜的缺陷.采用多次涂层、低冷却速率、低温和短时炭化(500℃,10min),可同时降低一定程度的缺陷.因此炭膜的选择性能显著提高.

关键词: 气体分离 , 炭膜 , 酚酸树脂 , 缺馅形成 , 缺馅避免