二维材料/Pebax中空纤维复合膜的制备及CO 2 分离性能研究

发布时间：2023-10-29 14:54

　　“温室效应”是全球性的气候问题,CO₂作为最主要的温室气体对环境带来诸多危害,因此找到经济高效的CO₂分离方法至关重要。与传统的CO₂分离方法相比,气体膜分离法具有耗能低,操作简便,环境友好,占地面积小等优点,是最具有应用前景的CO₂分离技术之一。混合基质膜兼具了高分子膜便于加工,成膜性能好和无机膜稳定性优异等优点,成为这些年研究的热点。本文以多孔聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜为基膜,以高气体渗透性能的聚三甲基硅丙炔(PTMSP)或聚二甲基硅氧烷(PDMS)为隔离层,以对CO₂有特异吸附作用的Pebax为高分子基质,选择二维材料氧化石墨烯(GO)和碳化钛(MXene)作为无机填充剂。通过改变填充剂的浓度来对膜的结构进行调控,构建出较为规整的气体通过通道。本文利用提拉成膜法(Dip-coating)制备了二维材料/Pebax中空纤维复合膜,并应用于CO₂/N₂体系的分离,该复合膜表现了良好的机械性能和长期运行稳定性。主要研究内容如下:...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 CO₂ 捕集的意义和方法
        1.1.1 CO₂ 捕集的意义
        1.1.2 CO₂ 捕集的方法
    1.2 CO₂ 膜分离技术
        1.2.1 CO₂ 膜分离技术简介
        1.2.2 CO₂ 分离膜材料
        1.2.3 CO₂ 膜分离机理
    1.3 CO₂ 分离膜制备方法
    1.4 中空纤维膜
    1.5 选题背景及依据
2 实验部分
    2.1 实验原料与实验设备
        2.1.1 主要实验原料与试剂
        2.1.2 主要实验仪器与设备
    2.2 实验方法
        2.2.1 无机材料及膜的表征
        2.2.2 气体渗透性能测试
        2.2.3 气体性能评价指标
3 GO-Pebax/PTMSP/PVDF中空纤维复合膜的制备及CO₂ 分离性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验设计
        3.2.1 GO的合成
        3.2.2 铸膜液的配制
        3.2.3 中空纤维复合膜的制备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 GO的表征
        3.3.2 膜的表征
        3.3.3 GO-Pebax/PTMSP/PVDF中空纤维复合膜的气体分离性能
        3.3.4 Dip-coating技术制备中空纤维复合膜过程机理分析
    3.4 本章小结
4 MXene-Pebax-PEGDA/PDMS/PVDF中空纤维复合膜的制备及CO₂分离性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验设计
        4.2.1 MXene的制备
        4.2.2 铸膜液的配制
        4.2.3 中空纤维复合膜的制备
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 MXene的表征
        4.3.2 膜的表征及测试
        4.3.3 MXene-Pebax-PEGDA/PDMS/PVDF中空纤维复合膜的气体分离性能
    4.4 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
个人简历
致谢



本文编号：3858302