聚醚嵌段酰胺混合基质膜的制备及气体分离性能研究

发布时间：2024-02-13 22:46

　　随着社会经济的飞速发展,人们对能源与资源需求越来越大,使得大量消耗化石燃料伴随产生大量温室气体排放、严重温室效应、引发一系列生态恶化现象。所以,开发高效的温室气体捕集与存储技术(如膜分离技术)迫在眉睫。膜分离技术被认为是21世纪最重要的气体分离技术之一。膜材料是该技术的核心,其特性直接决定了气体分离效率与应用前景。但常规有机聚合物膜限于材料自身特点,对拓展性能空间微乎其微。通过引入与膜基体不同的无机物作为分散相,构建混合基质膜(MMMs)有利于充分发挥有机与无机材料性能优势。但在MMMs制备时,经常会发现由于有机-无机相间相容性差,导致成膜困难与分离性差的问题。鉴于此,本文分别通过有机物和无机物两种掺杂剂对膜材料改性,并开发用于CO₂分离的五种MMMs,为丰富膜制备改性与商业化推广应用提供重要的理论依据和实践基础。首先,以Pebax1657为聚合物基质,分别采用无机物(NaY沸石和SAPO-23沸石)或有机物(PEG-600和PEG-400)单一掺杂剂,及有机-无机二元组分掺杂剂,通过溶剂蒸发法制备了一系列MMMs。采用扫描电镜、傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、热...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 文献综述
    1.1 膜分离技术
    1.2 膜分类
    1.3 混合基质膜
        1.3.1 混合基质膜的定义及分类
        1.3.2 混合基质膜的研究发展
        1.3.3 混合基质膜的分离机理
    1.4 混合基质膜的制备
        1.4.1 聚合物基质的选择
        1.4.2 掺杂剂的选择
        1.4.3 成膜方法
        1.4.4 混合基质膜性能调控
    1.5 课题的提出和意义
第2章 实验部分
    2.1 药品试剂与仪器
        2.1.1 实验药品与试剂
        2.1.2 实验仪器与设备
    2.2 混合基质膜的制备
        2.2.1 Pebax1657 纯膜和Pebax/沸石混合基质膜的制备
        2.2.2 Pebax/PEG混合基质膜的制备
        2.2.3 Pebax/PEG-NaY混合基质膜的制备
    2.3 表征方法
        2.3.1 微观形貌分析
        2.3.2 红外分析
        2.3.3 X-射线衍射分析
        2.3.4 热稳定性分析
    2.4 气体分离性能测试
        2.4.1 纯气体的分离性能
        2.4.2 混合气体的分离性能
第3章 Pebax/沸石混合基质膜的制备
    3.1 Pebax/沸石混合基质膜的结构性能表征
        3.1.1 微观形貌分析
        3.1.2 表面官能团演变
        3.1.3 微观结构分析
        3.1.4 热稳定分析
    3.2 Pebax/沸石混合基质膜的气体分离性能
        3.2.1 沸石含量的影响
        3.2.2 渗透压力的影响
        3.2.3 渗透温度的影响
    3.3 混合气体分离性能
    3.4 分离性能综合评价
    3.5 本章小结
第4章 Pebax/PEG混合基质膜的制备
    4.1 结构与性能表征
        4.1.1 微观形貌分析
        4.1.2 表面官能团演变
        4.1.3 微观结构分析
        4.1.4 热稳定性分析
    4.2 混合基质膜的气体分离性能
        4.2.1 PEG含量的影响
        4.2.2 渗透压力的影响
        4.2.3 渗透温度的影响
    4.3 混合气体分离性能
    4.4 分离性能综合评价
    4.5 本章小结
第5章 Pebax/PEG-NaY混合基质膜的制备
    5.1 结构与性能表征
        5.1.1 微观形貌分析
        5.1.2 表面官能团演变
        5.1.3 微观结构分析
        5.1.4 热稳定性分析
    5.2 混合基质膜的气体分离性能
        5.2.1 NaY含量的影响
        5.2.2 渗透压力的影响
        5.2.3 渗透温度的影响
    5.3 混合气体分离性能
    5.4 分离性能综合评价
    5.5 本章小结
第6章 结论
参考文献
在学研究成果
致谢



本文编号：3897326