管式MOFs杂化膜的制备及其芳烃/烷烃分离性能研究
发布时间：2021-10-17 05:14
芳烃/烷烃混合物的分离是石油工业中最重要也是最具有挑战性的课题,采用渗透汽化法分离芳烃/烷烃混合物具有潜在的应用前景,发展新型膜材料是亟待解决的关键问题之一。有机/无机杂化膜被认为是最具发展前景的渗透汽化膜,然而传统的无机粒子与有机聚合物之间的相容性和分散性仍有待提高。金属有机骨架（MOFs）是一种新型有机-无机多孔材料,变化万千的有机配体和无机组分使MOFs能够形成多样的拓扑结构。由于MOFs具有超高的比表面积、可修饰的内表面、结合有机物和无机物的特点,因此与聚合物具有良好的相容性,这些独特的性质使其成为制备有机/无机杂化膜的理想材料。本课题采用MOFs材料作为促进传递的粒子,研究了MOFs在芳烃优先传递渗透汽化膜分离领域中的应用,选取了不同种类MOFs作为杂化粒子,采用不同的成膜方法成功地制备出可应用于芳烃/烷烃混合物分离的管式MOFs/聚合物杂化膜,并研究了MOFs在分离过程中对芳烃的促进传递作用。首先利用静态压力驱动自组装法成功制备了Cu3（BTC）2/PVA杂化膜,用于50 wt.%甲苯/正庚烷混合物体系渗透汽化分离。通过扫描电镜（...
【文章来源】：北京工业大学北京市 211工程院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
渗透汽化溶解-扩散机理Figure1-1Solution-diffusionmechnisimofpervaporation
北京工业大学工学硕士学位论文结构，造成杂化膜的通量并不高。在有机膜材料中加入无机成分，有可能促进待分离组分在膜内的溶解，离组分在膜中扩散速率的差异，从而提高膜的分离选择性。有机/无机过杂化材料的表面与孔道特性改变相邻聚合物链的性质、动态构象以及的自由体积等，调整有机膜的微观结构和亲芳烃性能，从而提高芳烃优化膜的选择性和渗透通量。但是上述提到的无机粒子与有机聚合物膜材黏合力都很弱，导致二者的相容性较差，很容易在膜表面存在缺陷，如间的结合力及界面连续性成为关键，所以迫切需要寻找一种与无机粒子高比表面积和高吸附性，同时与有机聚合物膜材料结合性好的填充粒
材料的研究涵盖了无机化学、有机化学、晶体学、材料科学等学科领种新兴的多孔材料吸引了广大研究者的关注。OFs 由于其具有超高的比表面积、粒径可控、孔径可调等特点成为材究热点。金属有机骨架结构材料还具有结构可调性，由于金属离子和类的多样化，所以可以根据需要来设计金属有机骨架材料的结构。通子与有机配体的选择可以获得不同组成与结构的 MOFs 材料；通过对设计实现对 MOFs 孔洞尺寸与形状的调节；通过对有机配体官能团的变 MOFs 孔洞表面的化学性质。作为一种新型的多孔材料，MOFs 材来设计金属有机骨架结构材料的结构。如图 1-3 所示，其在储氢、储甲料、光电材料、药物缓释和水处理等诸多领域显示出巨大的应用价值[6具有独特的可设计性、规则的纳米孔洞及较强的可修饰性，MOFs 材领域开始引起了人们的广泛关注。将 MOFs 材料引入到分离膜材料领其特有结构优势，改善膜的分离性能，从而为其开拓一个新的应用领进新型分离膜材料的研制与开发[69,70]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]膜分离技术在食品工业中的应用及研究进展[J]. 杨方威,冯叙桥,曹雪慧,李萌萌,段小明,韩鹏祥. 食品科学. 2014(11)
[2]芳烃/脂肪烃渗透汽化分离膜的研究进展[J]. 郭春刚,熊纯青,李战胜,李杨,安小江,张春庆,王玉荣. 化学工业与工程. 2009(03)
[3]氯化银/聚甲基丙烯酸甲酯有机-无机杂化膜的研究[J]. 郑幸存,吴礼光,汪锰,裘俊红,高从堦. 水处理技术. 2007(05)
[4]膜分离技术的应用及发展趋势[J]. 岳志新,马东祝,赵丽娜,赵寒梅. 云南地理环境研究. 2006(05)
[5]膜分离技术的应用与进展[J]. 姜安玺,赵玉鑫,李丽,李德强. 黑龙江大学自然科学学报. 2002(03)
本文编号：3441179
【文章来源】：北京工业大学北京市 211工程院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
渗透汽化溶解-扩散机理Figure1-1Solution-diffusionmechnisimofpervaporation
北京工业大学工学硕士学位论文结构，造成杂化膜的通量并不高。在有机膜材料中加入无机成分，有可能促进待分离组分在膜内的溶解，离组分在膜中扩散速率的差异，从而提高膜的分离选择性。有机/无机过杂化材料的表面与孔道特性改变相邻聚合物链的性质、动态构象以及的自由体积等，调整有机膜的微观结构和亲芳烃性能，从而提高芳烃优化膜的选择性和渗透通量。但是上述提到的无机粒子与有机聚合物膜材黏合力都很弱，导致二者的相容性较差，很容易在膜表面存在缺陷，如间的结合力及界面连续性成为关键，所以迫切需要寻找一种与无机粒子高比表面积和高吸附性，同时与有机聚合物膜材料结合性好的填充粒
材料的研究涵盖了无机化学、有机化学、晶体学、材料科学等学科领种新兴的多孔材料吸引了广大研究者的关注。OFs 由于其具有超高的比表面积、粒径可控、孔径可调等特点成为材究热点。金属有机骨架结构材料还具有结构可调性，由于金属离子和类的多样化，所以可以根据需要来设计金属有机骨架材料的结构。通子与有机配体的选择可以获得不同组成与结构的 MOFs 材料；通过对设计实现对 MOFs 孔洞尺寸与形状的调节；通过对有机配体官能团的变 MOFs 孔洞表面的化学性质。作为一种新型的多孔材料，MOFs 材来设计金属有机骨架结构材料的结构。如图 1-3 所示，其在储氢、储甲料、光电材料、药物缓释和水处理等诸多领域显示出巨大的应用价值[6具有独特的可设计性、规则的纳米孔洞及较强的可修饰性，MOFs 材领域开始引起了人们的广泛关注。将 MOFs 材料引入到分离膜材料领其特有结构优势，改善膜的分离性能，从而为其开拓一个新的应用领进新型分离膜材料的研制与开发[69,70]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]膜分离技术在食品工业中的应用及研究进展[J]. 杨方威,冯叙桥,曹雪慧,李萌萌,段小明,韩鹏祥. 食品科学. 2014(11)
[2]芳烃/脂肪烃渗透汽化分离膜的研究进展[J]. 郭春刚,熊纯青,李战胜,李杨,安小江,张春庆,王玉荣. 化学工业与工程. 2009(03)
[3]氯化银/聚甲基丙烯酸甲酯有机-无机杂化膜的研究[J]. 郑幸存,吴礼光,汪锰,裘俊红,高从堦. 水处理技术. 2007(05)
[4]膜分离技术的应用及发展趋势[J]. 岳志新,马东祝,赵丽娜,赵寒梅. 云南地理环境研究. 2006(05)
[5]膜分离技术的应用与进展[J]. 姜安玺,赵玉鑫,李丽,李德强. 黑龙江大学自然科学学报. 2002(03)
本文编号：3441179
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