含芴聚酰胺的制备及其在CO 2 分离中的应用

发布时间：2021-10-27 00:42

　　CO₂的排放导致了一些全球性的问题,例如温室效应、海洋酸化以及物种濒临灭绝。同时,CO₂也是石油化学工业主要的污染物,这类组分不仅影响产品质量,而且形成酸液,严重腐蚀设备和管路。因此,CO₂的分离已经成为了研究的重点。膜分离技术具有成本低、操作弹性大、占地面积小、能耗小以及污染小等优点。因此,膜分离技术被认为是一种有前景的CO₂分离技术。膜材料本身存在着渗透系数与选择性相互制约的关系,限制了气体分离膜的应用。目前,制备具有高渗透性和高选择性的气体分离膜是研究的重点。聚酰胺含有酰胺键有利于CO₂的分离,同时聚酰胺具有良好的成膜性、热稳定性、机械性能。因此,本论文通过缩聚反应制备了含芴聚酰胺以及使用简单的共混方法来制备具有高渗透性和高选择性的CO₂分离膜。具体研究内容包括:1.利用苯胺和9-芴酮制备了含有大体积芴基团的9,9-双（4-氨基苯基）芴（9FDA）单体。然后9FDA单体分别和两种二元酸（2,2-双（4-羧基苯基）六氟丙烷（HFA）和4,4-二羧基二苯... 

【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 二氧化碳分离的意义
    1.2 二氧化碳分离的主要技术
        1.2.1 深冷分离技术
        1.2.2 变压吸附分离技术
        1.2.3 膜分离技术
    1.3 气体分离膜传质机理
        1.3.1 多孔膜传质机理
        1.3.2 非多孔膜传质机理
        1.3.3 气体分离膜的upperbound
    1.4 二氧化碳有机膜分离材料
        1.4.1 橡胶态聚合物膜
        1.4.2 玻璃态聚合物膜
        1.4.3 嵌段聚合物膜
    1.5 本论文选题依据和研究内容
第二章 实验部分
    2.1 实验药品及仪器
        2.1.1 实验药品
        2.1.2 实验仪器
    2.2 表征方法
        2.2.1 红外分析(FTIR)
        2.2.2 核磁分析(1HNMR)
        2.2.3 热失重分析(TGA)
        2.2.4 差示扫描量热法(DSC)
        2.2.5 X射线衍射仪(XRD)
        2.2.6 紫外-吸收光谱分析(UV)
        2.2.7 扫描电子显微镜(SEM)
        2.2.8 机械性能测试
        2.2.9 特性粘度(ηinh)
        2.2.10 聚合物溶解性能
        2.2.11 密度测试(ρ)
        2.2.12 聚合物自由体积测试(FFV)
        2.2.13 气体渗透性能测试
第三章 含芴聚酰胺的制备及其对CO_2气体分离
    3.1 引言
    3.2 9,9-双(4-氨基苯基)芴(9FDA)单体的制备
    3.3 二元含芴聚酰胺(PAs)的制备
    3.4 三元含芴聚酰胺(CPAs)的制备
    3.5 含芴聚酰胺膜的制备
    3.6 9FDA的核磁谱图分析(~1HNMR)
    3.7 含芴聚酰胺的表征
        3.7.1 含芴聚酰胺的物理性质
        3.7.2 红外光谱结构分析(FTIR)
        3.7.3 核磁谱图结构分析(~1HNMR)
        3.7.4 含芴聚酰胺的溶解性能
        3.7.5 热失重分析(TGA)
        3.7.6 差示扫描量热分析(DSC)
        3.7.7 紫外-吸收光谱分析(UV)
        3.7.8 X射线衍射分析(XRD)
    3.8 气体测试性能分析
        3.8.1 化学结构对气体分离性能的影响
        3.8.2 温度对气体分离性能的影响
    3.9 本章小结
第四章 含芴嵌段型聚酰胺的制备及其对CO_2气体分离
    4.1 引言
    4.2 含芴无规型聚酰胺的制备
    4.3 含芴嵌段型聚酰胺的制备
    4.4 含芴嵌段型和无规型聚酰胺膜的制备
    4.5 含芴嵌段型和无规型聚酰胺膜的表征
        4.5.1 含芴嵌段型和无规型聚酰胺的物理性能
        4.5.2 红外光谱结构分析(FTIR)
        4.5.3 核磁谱图结构分析(~1HNMR)
        4.5.4 含芴嵌段型和无规型聚酰胺的溶解性能
        4.5.5 紫外-吸收光谱分析(UV)
        4.5.6 X射线衍射分析(XRD)
    4.6 气体测试性能分析
        4.6.1 化学结构和PPG含量对气体分离性能的影响
        4.6.2 温度对气体分离性能的影响
    4.7 本章小结
第五章 聚醚酰胺/含芴聚酰胺共混膜的制备及其对CO_2气体分离
    5.1 引言
    5.2 含芴聚酰胺(PA-PPGs)的制备
    5.3 Pebax2533/PA-PPG共混膜的制备
    5.4 含芴聚酰胺(PA-PPGs)的表征
        5.4.1 红外光谱结构分析(FTIR)
        5.4.2 核磁谱图结构分析(~1HNMR)
        5.4.3 凝胶色谱分析(GPC)
        5.4.4 差示扫描量热法分析(DSC)
        5.4.5 含芴聚酰胺的溶解性能
    5.5 Pebax/PA-PPG共混膜的表征
        5.5.1 红外谱图结构分析(FTIR)
        5.5.2 机械性能分析
        5.5.3 X射线衍射分析(XRD)
        5.5.4 扫描电镜(SEM)
    5.6 气体分离性能
        5.6.1 PA-PPGs对气体分离性能的影响
        5.6.2 温度对气体分离性能的影响
        5.6.3 气体分离性能的比较
    5.7 本章小结
第六章 结论
参考文献
致谢
论文发表情况


【参考文献】：
期刊论文
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[4]有机蒸气膜分离过程[J]. 曹义鸣,左莉,介兴明,袁权.  化工进展. 2005(05)
[5]气体膜分离原理、动态与展望[J]. 林刚,陈晓惠,金石,蔺恕昌.  低温与特气. 2003(02)
[6]变压吸附分离技术的研究进展[J]. 杨云.  广西化工. 1999(01)
[7]变压吸附技术的发展[J]. 梁其煜,李式模,邵皓平.  低温工程. 1997(05)



本文编号：3460522