功能化石墨烯/聚酰亚胺杂化膜构建及其分离性能研究
发布时间：2021-04-16 03:53
为了对抗气候和环境的挑战,分离和收集CO2成为一种必要的措施。但是在分离过程中,经常会遇到与其性质相似的气体,这种情况下,通常采取膜分离措施。在目前的研究中,有机。无机杂化膜成为了最有前景的气体分离膜。但是,无机粒子在膜中分散性差,填充量少的问题导致了膜性能不能得到很大程度上提高。本论文采用异氰酸酯和聚乙二醇对氧化石墨烯（GO）进行改性,再将改性后的GO掺杂到聚酰亚胺膜中,制备出一系列用于CO2气体分离的高渗透性杂化膜。利用红外光谱（FT-IR）、透射电镜（TEM）、拉曼光谱（Raman）、热失重（TGA）和X射线光电子能谱（XPS）分析表征了改性前后GO的结构、形貌和热性能。结果表明：通过异氰酸酯和聚乙二醇改性的GO在溶剂中的分散性都好于改性前的GO,且热稳定性都有所提高。其中两种不同的异氰酸酯（TDI和HMDI）改性GO后, TDI-GO显示出更好的分散性,通过投加不同量的TDI改性GO,发现当投加量为70%时,改性后的GO在溶剂中的分散性最佳。而随着聚乙二醇分子量的增加,改性后的GO在溶剂中的分散性越好。将改性后的GO通过原位聚合法制备功能化石墨烯/聚酰亚胺杂化膜,利用透射电镜（...
【文章来源】：浙江工商大学浙江省
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－３异氯酸醋改性氧化石墨婦??Ｆｉｇ．?２－３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｉｓｏｃｙａｎａｔｅ?ｆｔｍｃｔｉｏｎａｌｉｚｅｄ?ｒｅｄｕｃｅｄ?ｇｒａｐｈｓ打ｅ?ｏｘｉｄｅ??
图２＞４?ＧＯ、ＨＭＤＩ－ＧＯ和ＴＤＩ－ＧＯ的红外光谱图??Ｆｉｇ．?２－４?ＦＴ－ＩＲ?ｓｐｅｃ侃?ｏｆ?ＧＯ，?ＨＭＤＩ－ＧＯ?ａｎｄ?ＴＤＩ－ＧＯ??红外光谱用于确定接枝异氛酸醋Ｗ后的ＧＯ含有的官能团。如图所示［９２－３４０５?ｃｍ—ｉ处是ＧＯ中水峰的伸缩振动；在１７２０?ｃｍ—ｉ的吸收峰归因于Ｃ＝０振动；在１６０５?ｃｍ—＇出现的吸收峰，是因为ＧＯ层与层么间的Ｃ＝Ｃ伸缩振观察出振动较强；在１３９２?ｃｍ－ｉ出现０－Ｈ的弯曲振动；而伸缩振动峰在１２４５?ｃ属于０－Ｈ基；在１０６９ｃｍ－ｉ吸收峰为环氧基团的振动吸收峰。从上述结果看过Ｈｕｍｍｅｒｓ法，成功制得ＧＯ。??与ＴＤＩ反应后ＧＯ的径基（１３％?ｃｍ—ｉ）和綾基（１７２６?ｃｍ－ｉ）吸收峰减时有几个新的吸收峰出现。其中，伸缩振动峰在１７０５?ｃｍ－ｉ处为氨基甲酸Ｃ＝０的；苯环的特征吸收峰出现在１５４０ｃｍ－ｉ；可Ｗ判断异氯酸醋己经成到ＧＯ上，从图中我们还可Ｗ发现在２２７５－２２６３?ｃｍ－＇处并未有峰值出现，
‘Ｉ?一??图２－５?ＧＯ、ＨＭＤＩ－ＧＯ和ＴＤＩ－ＧＯ的透射电镜照片??Ｆｉｇ．?２－５?ＴＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ＧＯ，?ＨＭＤＩ－ＧＯ?ａｎｄ?ＴＤＩ－ＧＯ??（ａ：?ＧＯ；?ｂ：?ＨＭＤＩ－ＧＯ；?ｃ：?ＴＷ－ＧＯ）??由于接枝不同的有机异氯酸醋，ＧＯ和ＩＧＯ在外观上呈现出不同的样子，但??是从透射电镜看，由于石墨是多层的片状结构，本身经过Ｈｕｍｍｅｒｓ法制备的ＧＯ??经过氧化剥离，己经湿示出很少的片层结构Ｐｑ。而接枝ＨＭＤＩ和ＴＤＩ的ＧＯ同??样也显示出了极少的半透明片层结构，与ＧＯ并无太大的差异。??２４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型层状有机聚合物-无机杂化磷酸铝（AlPS-PVPA）催化剂载体材料的合成及表征[J]. 吴小菊,傅相锴,黄静,贾紫勇. 无机化学学报. 2012(11)
[2]含氟聚酰亚胺气体分离膜研究进展[J]. 朱春,徐安厚,宗传永,李辉,张炉青,张书香. 有机氟工业. 2012(01)
[3]氧化石墨纳米薄片表面接枝聚乙二醇(英文)[J]. 张磊,唐建国,刘海燕. 科学技术与工程. 2009(14)
[4]6FDA-TMPDA-DABA/TiO2杂化膜的制备、表征和气体渗透性能[J]. 王茂功,钟顺和. 功能材料. 2006(10)
本文编号：3140687
【文章来源】：浙江工商大学浙江省
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－３异氯酸醋改性氧化石墨婦??Ｆｉｇ．?２－３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｉｓｏｃｙａｎａｔｅ?ｆｔｍｃｔｉｏｎａｌｉｚｅｄ?ｒｅｄｕｃｅｄ?ｇｒａｐｈｓ打ｅ?ｏｘｉｄｅ??
图２＞４?ＧＯ、ＨＭＤＩ－ＧＯ和ＴＤＩ－ＧＯ的红外光谱图??Ｆｉｇ．?２－４?ＦＴ－ＩＲ?ｓｐｅｃ侃?ｏｆ?ＧＯ，?ＨＭＤＩ－ＧＯ?ａｎｄ?ＴＤＩ－ＧＯ??红外光谱用于确定接枝异氛酸醋Ｗ后的ＧＯ含有的官能团。如图所示［９２－３４０５?ｃｍ—ｉ处是ＧＯ中水峰的伸缩振动；在１７２０?ｃｍ—ｉ的吸收峰归因于Ｃ＝０振动；在１６０５?ｃｍ—＇出现的吸收峰，是因为ＧＯ层与层么间的Ｃ＝Ｃ伸缩振观察出振动较强；在１３９２?ｃｍ－ｉ出现０－Ｈ的弯曲振动；而伸缩振动峰在１２４５?ｃ属于０－Ｈ基；在１０６９ｃｍ－ｉ吸收峰为环氧基团的振动吸收峰。从上述结果看过Ｈｕｍｍｅｒｓ法，成功制得ＧＯ。??与ＴＤＩ反应后ＧＯ的径基（１３％?ｃｍ—ｉ）和綾基（１７２６?ｃｍ－ｉ）吸收峰减时有几个新的吸收峰出现。其中，伸缩振动峰在１７０５?ｃｍ－ｉ处为氨基甲酸Ｃ＝０的；苯环的特征吸收峰出现在１５４０ｃｍ－ｉ；可Ｗ判断异氯酸醋己经成到ＧＯ上，从图中我们还可Ｗ发现在２２７５－２２６３?ｃｍ－＇处并未有峰值出现，
‘Ｉ?一??图２－５?ＧＯ、ＨＭＤＩ－ＧＯ和ＴＤＩ－ＧＯ的透射电镜照片??Ｆｉｇ．?２－５?ＴＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ＧＯ，?ＨＭＤＩ－ＧＯ?ａｎｄ?ＴＤＩ－ＧＯ??（ａ：?ＧＯ；?ｂ：?ＨＭＤＩ－ＧＯ；?ｃ：?ＴＷ－ＧＯ）??由于接枝不同的有机异氯酸醋，ＧＯ和ＩＧＯ在外观上呈现出不同的样子，但??是从透射电镜看，由于石墨是多层的片状结构，本身经过Ｈｕｍｍｅｒｓ法制备的ＧＯ??经过氧化剥离，己经湿示出很少的片层结构Ｐｑ。而接枝ＨＭＤＩ和ＴＤＩ的ＧＯ同??样也显示出了极少的半透明片层结构，与ＧＯ并无太大的差异。??２４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型层状有机聚合物-无机杂化磷酸铝（AlPS-PVPA）催化剂载体材料的合成及表征[J]. 吴小菊,傅相锴,黄静,贾紫勇. 无机化学学报. 2012(11)
[2]含氟聚酰亚胺气体分离膜研究进展[J]. 朱春,徐安厚,宗传永,李辉,张炉青,张书香. 有机氟工业. 2012(01)
[3]氧化石墨纳米薄片表面接枝聚乙二醇(英文)[J]. 张磊,唐建国,刘海燕. 科学技术与工程. 2009(14)
[4]6FDA-TMPDA-DABA/TiO2杂化膜的制备、表征和气体渗透性能[J]. 王茂功,钟顺和. 功能材料. 2006(10)
本文编号：3140687
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