Fe/C杂化炭膜的制备及其气体分离性能

将二茂铁作为有机添加剂引入炭膜前驱体聚酰亚胺,经高温热解制备了Fe/C杂化炭膜。考察了二茂铁的添加量对杂化炭膜气体渗透性能的影响。采用热重、红外、X射线衍射和透射电镜等分析方法对所制备的杂化炭膜进行了表征。结果表明,在前驱体中添加二茂铁能显著提高炭膜的气体渗透性能,随着添加量的增加,膜的气体渗透系数明显增加而分离系数则减小,当二茂铁添加量为15%时,对H₂、O₂、N₂、CO₂、CH₄等纯气体的渗透系数分别为2806、1039、266、31、8 barrer,对O₂/N₂、CO₂/N₂、CO₂/CH₄的分离系数分别为8.6、33.5、129.5。Fe/C杂化炭膜是基于“分子筛分”机理分离气体分子。     

Y型沸石/炭杂化膜的制备及其气体分离性能

以聚酰胺酸为前驱体,Y型沸石为掺杂物,经高温炭化制备了Y型沸石/炭杂化膜.通过纯组分气体(H2,CO2,O2,N2)的渗透实验对杂化膜的气体渗透性能进行测定,并使用透射电镜,X射线衍射对杂化膜的微结构进行表征.研究了沸石的含量以及炭化温度对杂化炭膜的气体渗透性能和微结构的影响.结果表明,随着膜内沸石含量的提高,Y型沸石/炭杂化膜的气体渗透性能明显提高,而随着炭化温度的升高,Y型沸石/炭杂化膜的渗透系数降低,选择性提高.与纯炭膜相比,Y型沸石/炭杂化膜在保持高O2N2选择性的前提下,其渗透性能显著提高.炭化温度为700℃,沸石含量为15%,Y型沸石/炭杂化膜O2的气体渗透系数为501 bareer,O2/N2选择性为15.6.当炭化温度超过800℃以后,杂化膜中的沸石晶体结构被破坏,其气体渗透系数接近纯炭膜的气体渗透系数.因此,保持沸石孔道结构的完整是制备高性能沸石/炭杂化膜的关键因素之一.     

炭膜气体分离性能研究

以酚醛树脂为原料制备了炭支撑膜和炭－炭复合膜，研究了其气体分离性能。结果表明：炭支撑膜分离气体和机理包括努森扩散和粘性流；采用浸涂－干燥－炭化的工艺制备的炭－炭复合膜对Ｈ２／ＣＯ２具有较好的分离性能，Ｈ２／ＣＯ２分离系数达５．６，大于理想努森扩散的分离系数３．７。但在高压差时复合膜上ＣＯ２的表面扩散增强，使Ｈ２／ＣＯ２分离系数下降。     

聚醚砜酮基炭膜的制备及其气体分离性能

采用浸渍涂膜法,以商用聚醚砜酮(PPESK)为前驱体制备了管式复合炭膜,考察了涂膜次数、改性剂及其加入量对所制备炭膜的气体分离性能的影响.结果表明,随着涂膜次数增多,气体分子的渗透速率逐渐减小而选择性呈增大趋势;加入改性剂后的复合炭膜渗透速率和分离系数均有不同程度的提高,表明改性剂不仅改善了涂膜液与支撑体之间的复合效果、减少涂膜次数,同时也促进了气体渗透速率的提高.利用扫描电镜对复合炭膜的微观形貌进行观测,可以看出,复合炭膜由支撑体和分离膜层2部分组成.膜表面很致密均匀,无明显缺陷,分离层薄而均一,厚度在5μm左右,且与支撑体结合紧密.     

溶胶-凝胶法制备PES-SiO_2气体分离杂化膜及其表征

采用溶胶-凝胶法,利用干/湿相转换法制备PES-SiO_2气体分离杂化膜,探讨了不同二氧化硅的添加量、是否预留空气段以及不同酸作为催化剂对气体分离性能的影响。采用SEM等对膜的结构性能、力学性能进行表征。通过实验发现,用醋酸作为脱水缩合催化剂,不预留空气段,当SiO_2的添加量为2v%时,O_2、N_2、CO_2、CH_4和H_2的通量分别增加471%、596%、181%、181%和232%,O_2/N_2、CO_2/CH_4和H_2/N_2的选择性分别降低到79%、73%和39%,杨氏模量提高为原来的2倍,PES-SiO_2气体分离杂化膜放置16 d后,分离性能趋于稳定。     

有机-无机杂化气体分离膜研究

介绍气体的分离机理及杂化膜的主要制备方法;并对杂化膜的改性进行详细地阐述;为获得气体分离性能优异的有机一无机杂化气体分离膜奠定理论基础。     

气体分离用炭膜

在大量文献及作者工作的基础上,对气体分离用炭膜的分离机理、制备及应用进行了综述。     

气体分离用管状炭分子筛膜

以无机陶瓷管为支撑体、热塑性酚醛树脂为原料,经高温炭化制备了炭分子筛膜。用低温N2吸附的方法测定了炭分子筛膜的比表面积,用扫描电子显微镜对膜的形貌和厚度进行了表征。考察了膜的气体透过率以及气体的理想选择性随温度的变化关系:H2、CO2、O2、N2和CH4的透过率随温度的升高而增大;理想选择性α(H2/N2)、α(CO2/N2)、α(CO2/CH4)随温度的升高而减小,而α(O2/N2)随温度的升高先增大后减小,在90℃左右气体选择性达到最大。最后由阿累尼乌斯公式计算了气体透过炭分子筛膜的活化能,进一步说明气体透过机理为活化扩散。     

溶胶-凝胶法制备PES-SiO_2气体分离杂化膜及其性能

<正>有机/无机杂化材料结合了无机材料的高机械性能、热稳定性、耐压性和有机高分子聚合物材料的延展性、易加工性的优点,两相混合制备气体分离杂化膜已得到广泛的关注[1,2]。由于高分子聚合物气体分离膜渗透通量和分离性能这两个关键参数之间存在着制约关系[3-4],在聚合物中引入无机纳米材料,能够得到高性能的膜材料。本文采用sol-gel法     

炭膜制备及其气体透过性

以炭粉为原料，加粘结剂成型制备炭膜并对其气体透过性进行了研究，考察了粘结剂用量，炭化等因素对炭膜的气体透过速率和气体组份理想分离系数的影响，气体透过膜孔的扩散为粘性流和努森扩散。     

气体分离膜研究和应用新进展

气体膜分离作为一种“绿色化学”在与传统技术竞争中,越来越广泛应用于石油、天然气、化工、冶炼、医药等领域。本文介绍了气体膜分离近年来在膜材料、制膜工艺等方面的研究进展,对目前膜分离过程发展、应用状况进行综述。     

微乳液聚合在分离膜制备中的应用研究进展

在简述微乳液及微乳液聚合的基础上,综述了利用微乳液聚合技术在烯烃,烷烃分离、液体分离膜制备领域中的应用,并对其存在的问题及研究方向进行了评述.     

界面聚合技术制备分离膜的研究进展

界面聚合技术具有许多优良性能,如反应条件温和、可控性强、可以实现自封闭和自终止等,被广泛应用于分离膜制备中。本文阐述了界面聚合技术的原理,详细介绍了界面聚合在膜分离中的应用情况,包括纳滤膜、反渗透膜和气体分离膜,并综述了界面聚合技术在微胶囊、导电聚合物、纤维材料等方面的应用现状。最后,对界面聚合技术制备分离膜的研究前景进行了展望。     

木质素基碳材料催化剂的制备及应用研究进展

木质素具有三维网状苯环结构、来源丰富、含碳量高、官能团丰富可控等特点,是一种理想的碳材料前体。通过化学改性和微结构调控制备具有特殊功能的木质素基碳材料,其在能源催化转化、电化学储能和环境修复等领域应用广泛。本文介绍了木质素基碳材料催化剂的国内外最新研究进展,总结了木质素基碳材料催化剂的制备方法,重点综述了木质素基碳材料催化剂在氧化反应、氢解反应、酯化反应、水解反应、脱水反应、费托合成等热催化反应、电解水析氢和锌空气电池氧还原等电催化反应、有机污染物降解等光催化反应的研究进展,但如何构筑高效、稳定、廉价、可规模生产的木质素基碳材料催化剂仍然是一个具有挑战性的课题。文章总结：今后研究中应加强对木质素的基础化学结构和微结构调控、活性组分与木质素碳材料载体间的相互作用、木质素基碳材料催化剂在催化反应中的作用机理等的研究,更好地发挥其低成本、三维结构易成型和微结构可调控等优势,拓展木质素生物质资源的高值化利用领域。     

面向油水分离的无机膜制备及应用进展

膜技术是处理含油污水及含水油液的有效分离方法。无机膜材料由于可调变的表面性质和良好的稳定性,即使在苛刻的条件下,在分离油水方面表现出优异的分离性能。本文首先阐述了设计与制备油水分离膜的理论基础,包括分离过程中压力驱动力和膜表面特性对膜通量和选择性的影响;然后综述了当前国内外用于油水分离的无机膜的制备及其应用进展,重点介绍分子筛膜、金属氧化物/金属氢氧化物膜和氧化石墨烯膜等的研究,分析了在不同油水混合物中研究者们调控无机膜表面性能的策略,提出膜表面润湿性和膜结构是提高膜分离效率和抗污染性的关键;最后指出抵制含大量表面活性剂、碱液及有机聚合物种的乳化油对膜造成污染,是无机膜亟需解决的问题,并展望了无机膜在分离油水方面的发展方向。     

b轴取向MFI分子筛膜的制备及应用研究进展

分子筛膜是一种新型的无机膜,具有孔道结构规整、化学和热稳定性好、机械强度高、抗污染性能好、易于改性等优点。b轴取向MFI分子筛膜因可以缩短传质路径、降低传质阻力、提高扩散效率,在膜分离和膜反应器领域有着广泛的应用前景,受到国内外学者的普遍关注。综述了b轴取向分子筛膜的制备方法及应用研究进展。详细介绍了原位水热合成法、二次生长法、微波辅助合成法、无凝胶法、固相转化法及纳米片法等。二次生长法可以控制分子筛膜的微观结构,且受载体表面性质的影响较小;微波辅助法可以缩短结晶时间,降低能耗,对工业化生产具有重要意义;无凝胶法具有制备工艺简单、环境友好等优点。在上述方法的基础上,将纳米片作为晶种可以降低膜厚。最后,展望了b轴取向MFI分子筛膜的发展前景,在制备b轴取向连续无缺陷MFI分子筛膜方面仍面临许多挑战,包括提高膜的机械强度和长期运行稳定性、实现粗糙或弯曲以及大尺寸载体表面取向膜层的制备等。     

木质素碳纳米材料制备及在催化中的应用研究进展

木质素是自然界储量丰富的可再生资源,含碳量高且具有三维网状结构和大量共轭结构。碳材料是一类具有极大应用价值的催化材料,特别是在电催化、热催化和光催化领域。以木质素为原料制备高活性的木质素碳基催化剂是实现木质素高附加值利用有效的途径之一。木质素碳催化材料研究涉及化学、化工和物理等多个学科领域,制备性能优异和稳定性良好的木质素碳基催化剂仍充满挑战。本文主要总结了木质素碳材料的制备研究进展,以及介绍了木质素碳材料在光催化、热催化和电催化等领域的应用研究现状。此外,还分析了当前木质素碳基催化材料存在的问题,并展望了未来的发展趋势和重点研究方向。     

生物质活性炭的制备、应用及再生利用研究进展

综述了生物质活性炭的制备、应用以及再生方法,生物质活性炭因其发达的孔隙结构、高比表面积、理化性质稳定和较强的吸附性能而被广泛应用于化工、储能和催化领域。近年来研究学者在不同的领域对其进行了深入的探讨,不断取得新的进展,大部分研究成果表明,高品质生物质活性炭的低成本、高效制备以及废弃活性炭的再生是限制其工业应用的关键因素。但由于生物质自身具有密度较低、无粘结性等缺点,导致生物质基活性炭的强度较差,因此制备出高强度生物质基活性炭是今后的重点研究方向。     

聚丙烯腈基炭膜的制备及气体分离性能的研究

以聚丙烯腈(PAN)作为前驱体,经过溶解、成膜、预氧化及炭化等步骤得到无缺陷炭膜。通过热质量损失、红外光谱、x射线衍射和电子显微镜等技术分析了前驱体的热稳定性与微结构演变,研究了PAN交联结构及预氧化温度与炭化温度对炭膜微观结构与气体分离性的影响。由结果可知:PAN膜最佳预氧化温度为230℃。较低的炭化温度或渗透压力有利于获得较高的气体渗透性。在预氧化温度230℃及炭化温度650℃所制备炭膜对O2/N2选择性达2.7。