基于MXene支架的支撑液膜设计制备与捕碳性能研究

发布时间：2024-12-26 23:18

　　膜分离技术以其不同于传统技术的高效率、低能耗、操作简单、占地面积小等优势,是近年来最具发展前景的新兴绿色技术。兼具高渗透性和高选择性的膜是膜分离技术追求的核心。二维材料层状膜由于其通道规整,渗透性高的特性,因而近年来受到越来越多的关注,对于层状膜的调控和改进研究也逐渐成为目前发展趋势。本文以二维材料MXene制备的层状膜为支架,利用MXene独特的片刚性构筑的规整通道,在层间引入离子液体[BMIM][BF₄],通过调节优化层状膜的微观结构以及化学环境,以期制备出用于CO₂/N₂分离的性能优良的离子液体支撑液膜。本文的主要研究内容与结论如下:（1）通过真空抽滤法制备MXene层状膜,通过滴涂的方法将离子液体引入层间,并调节变压抽滤、摇床辅助沉积、以及膜的热处理三种方法,对MXene层状膜以及离子液体支撑液膜进行优化,在此基础上找到最佳的MXene层状膜制备方法与离子液体[BMIM][BF₄]的匹配。实验发现在经过变压抽滤、摇床辅助沉积以及热处理后,MXene层状膜的层间通道更加规整,有利于对离子液体的负...

【文章页数】：51 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1气体膜分离过程示意图

1绪论11绪论1.1气体膜分离技术1.1.1概述气体膜分离技术是近年来兴起的一项绿色分离技术，以气体在膜两侧的压力差作为推动力，利用各气体组分在膜中的渗透速率的差异，从而实现各组分气体的分离。气体在膜中的溶解和扩散的差异，使得不同气体在膜中的相对渗透率不同，因此，气体可分为“快气....

图1.2溶解-扩散模型示意图

1绪论2高选择性的气体分离膜出现在二十世纪七十年代，Henis团队将一种高分子当做涂层涂在另一种非对称的高分子多孔支撑层上，制备出了复合的中空纤维膜，通过调节多孔支撑层的孔隙率可以优化膜的气体通量和分离性能，这种通过膜结构调控性能的工作使气体分离膜的发展实现质的飞跃[3,4]。1....

图2.1纳米划痕测试原理图

2实验部分15图2.1纳米划痕测试原理图Figure2.1Detailedschematicdiagramofanano-scratchtest2.3膜性能测试2.3.1气体分离性能测试2.3.1.1实验装置及操作步骤采用天大北洋化工设备有限公司制造的气体膜分离装置对膜的气体分离....

图2.2气体膜分离装置原理图

2实验部分16图2.2气体膜分离装置原理图Figure2.2Theschematicdiagramofthegasseparationdevice2.3.1.2气体渗透性能评价指标该研究中膜的气体渗透性能采用理想渗透性和选择性（CO2和N2纯气作为原料气）两个参数来评价。对于复合....

本文编号：4020777