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预氧化处理对聚醚酰亚胺基炭膜结构与气体分离性能的影响
  • ISSN号:1007-8827
  • 期刊名称:《新型炭材料》
  • 时间:0
  • 分类:TB383[一般工业技术—材料科学与工程]
  • 作者机构:[1]大连理工大学化工学院精细化工国家重点实验室炭材料研究室,大连116012, [2]中国科学院长春应用化学研究所,长春130022
  • 相关基金:国家自然科学基金(20276008).
中文摘要:

以新型聚醚酰亚胺预聚体-聚酰胺酸为前驱体,在空气中进行预氧化处理后经700℃炭化制备出炭膜。采用红外光谱(FTIR)、元素分析(EA)、X射线衍射(XRD)和气体渗透等测试手段对400℃、460℃和480℃温度下所制预氧化膜的化学结构、炭膜的微结构和气体分离性能进行了表征。结果表明:预氧化阶段,聚合物链发生了热分解和氧化交联反应,温度越高,热分解和氧化程度越高。炭化后,预氧化膜的交联结构演变成无定形碳结构。预氧化膜的结构差异导致了炭膜的孑L结构的不同,从而对炭膜的气体分离性能产生重要影响,其中经460℃预氧化处理后所制炭膜的O2渗透系数可达8.2×10^-13(m^3(STP)·cm)/(m^2·s·Pa),O2/N2选择性达14.1。

英文摘要:

Polyetherimide derived carbon membranes were prepared by pretreating the precursor in air before carbonization at 700℃. The chemical structure, microstructure and gas separation properties of these membranes pretreated at 400, 460 and 480℃ were characterized by FTIR, elemental analysis, XRD and gas permeation tests. The effects of preoxidization on their microstructure and gas separation properties were investigated. Results show that decomposition and oxidation-induced crosslinking reactions occur during the pretreatment. The higher the preoxidization temperature, the higher the degree of decomposition and the degree of crosslinking. After carbonization, the pretreated membranes have an amorphous structure. The differences in the crosslinked structure generated in the pretreatment leads to differences in the micropore structure of the membranes, which can be used to tune gas separation properties. The permeability of all gases investigated exhibits a maximum with a preoxidization temperature at 460 ℃ for which the O: permeability is 8.2 × 10^-13( m^3(STP)· cm)/( m^2·s·Pa) and the O2/N2 selectivity is 14.1.

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期刊信息
  • 《新型炭材料》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院山西煤炭化学研究所
  • 主编:成会明
  • 地址:太原市桃园南路11号中科山西煤化所
  • 邮编:030001
  • 邮箱:tcl@sxicc.ac.cn
  • 电话:0351-2025254
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-8827
  • 国内统一刊号:ISSN:14-1116/TQ
  • 邮发代号:22-164
  • 获奖情况:
  • 1999年、2000、2001年连续三年评为山西省一级期刊,荣获中科院2000年优秀期刊三等奖,入选2001年度科技部组织的“中国期刊方阵”,中国期刊方阵“双效”期刊,2004年获第三届中国百科杰出学术期刊奖,2005年获第三届国家期刊提名奖,2006年获第二届北方十佳期刊奖,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:5764