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板状C/C复合膜的制备及其气体分离性能
  • ISSN号:1007-8827
  • 期刊名称:新型炭材料
  • 时间:0
  • 页码:271-277
  • 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素材料研究室,辽宁大连116012
  • 相关基金:基金项目:国家自然科学基金面上与重点项目(20776024,20976021,20836006),国家863项目(2009AA032215).
  • 相关项目:不对称卷式炭膜的设计、制备及其气体分离性能的研究
中文摘要:

以商用PMDA-ODA型聚酰胺酸为涂膜液,采取旋转涂膜技术在煤基板状炭膜支撑体上制备成C/C复合膜。研究了旋转涂膜次数、支撑体性质、支撑体表面预浸渍处理及加入表面改性剂对C/C复合膜气体分离性能的影响,采用扫描电镜对炭膜的复合效果和微结构进行表征。结果表明:随着旋转涂膜次数的增加,气体的渗透速率下降、分离系数增加;与无烟煤支撑体相比,以烟煤支撑体制备的C/C复合膜气体渗透速率和分离系数均较大;无烟煤支撑体经预浸渍处理后可以提高C/C复合膜的气体渗透速率;涂膜液中加入表面改性剂可以改善涂膜液和支撑体的复合效果,经一次涂膜即可制备出具有分子筛分性质的C/C复合膜。以烟煤为支撑体制备的C/C复合膜对H2/N2、CO2/N2和O2/N2的分离系数分别为94.3、18.3和10.2;空气中O2/N2分离系数为10.8,氧气的渗透速率为4.99×10-9m o.lm-.2s-.1Pa-1,一次富集氧气浓度达到74.4%。

英文摘要:

Plate-like C/C composite membranes were prepared by spin-coating pyromellitic dianhydride-oxydianiline(PMDA-ODA) polyamic acid(PAA) on membrane supports from bituminous coal and anthracite.The effects of coating time,the properties and pretreatment of the membrane supports,and modification by a blending surface modifier in PAA on the gas separation performance of the membranes were investigated.Scanning electron microscopy was used to characterize the microstructure of the membranes.Results indicate that the single gas permeation rates of the membranes decrease and selectivities increase with an increase in coating time.The gas separation performance of the bituminous coal-based membranes is better than that of anthracite-based ones.The pre-immersion treatment of anthracite supports can greatly improve the gas permeation rate of the membranes.A surface modifier improves the binding strength between the carbon plate and PAA,and membranes with the surface modifier additive exhibit molecular sieving after only one spin-coating.For the bituminous coal-based membranes,the selectivities of H2/N2,CO2/N2,O2/N2 are 94.3,18.3,10.2 respectively,and the selectivity for O2/N2 of air is 10.8 with the O2 permeation rate of 4.99×10-9 mol·m-2·s-1·Pa-1.The O2 concentration can reach 74.4% after one enrichment.

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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