聚氧乙烯基嵌段共聚物膜的多尺度结构调控和CO 2 分离性能强化

发布时间：2023-08-06 07:30

　　发展碳捕集技术是目前解决温室效应的必然要求,膜技术作为极具发展潜力的碳捕集技术之一,具有节能、高效和环保的优势,所以,作为膜技术的核心,提高膜材料的分离性能则是研究的重要目标。本文依据气体分子在致密高分子膜内溶解扩散的传递特性,借助杂化思想,从膜主体微相结构,分散性结构,界面形态和功能化基团等不同尺度研究膜材料的精细调控过程,实现对于CO₂/N₂体系分离效率提高,为新型膜材料的设计制备提供借鉴。主要研究内容和结论如下:(1)通过向Pebax基质中掺杂小分子两性离子甜菜碱和聚乙二醇二甲醚(PEGDME),制备聚合物电解质膜,小分子填充下有效干扰高分子链段的排布,降低膜内结晶。并且膜在湿态下,受到水和两性离子的共同作用实现溶解扩散协同强化。经研究发现甜菜碱的加入显著提高膜的含水量,并且CO₂的渗透系数随膜中含水量的增加而线性增加。甜菜碱中的阴离子羧酸基团,能够促进CO₂水合、解离,阳离子季胺基团能够将HCO₃^-及时传递到膜下游测,从而实现高效CO_2<...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 文献综述
    1.1 CO₂捕集技术概况
    1.2 CO₂ 分离膜材料概述及传递机制
        1.2.1 普通高分子膜
        1.2.2 微孔高分子膜
        1.2.3 溶解选择型高分子膜
        1.2.4 固定载体膜
        1.2.5 无机膜
        1.2.6 离子液体支撑膜
        1.2.7 混合基质膜
    1.3 PEO型嵌段共聚物膜的多尺度结构及其调控
        1.3.1 膜主体微相分离结构及其调控
        1.3.2 膜分散相结构及其调控
        1.3.3 膜高分子-填充剂界面形态及其调控
        1.3.4 膜功能化基团及其调控
    1.4 论文选题与研究思路
2 实验部分
    2.1 实验材料与实验设备
        2.1.1 主要实验试剂
        2.1.2 主要实验仪器与设备
    2.2 实验方法
        2.2.1 纳米材料的表征方法
        2.2.2 气体分离膜的表征方法
        2.2.3 膜气体渗透性能测试方法
3 Pebax-Betaine膜结构调控及分离性能研究
    3.1 引言
    3.2 膜的制备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 膜的表征
        3.3.2 膜的气体渗透性能
    3.4 本章小结
4 Pebax-HDG膜结构调控及分离性能研究
    4.1 引言
    4.2 微囊和混合基质膜的制备
        4.2.1 微囊的制备
        4.2.2 膜的制备
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 微囊的表征
        4.3.2 膜的表征
        4.3.3 膜的气体渗透性能
    4.4 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 研究展望
参考文献
个人简历及硕士期间发表的学术论文
致谢



本文编号：3839321