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热解氛围对聚丙烯腈分离炭膜微结构的影响
  • ISSN号:1007-8827
  • 期刊名称:《新型炭材料》
  • 时间:0
  • 分类:TQ127.11[化学工程—无机化工] 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,膜科学与技术研究开发中心,辽宁大连116012
  • 相关基金:国家自然科学基金(20276008).
中文摘要:

采用FTIR、XRD、Raman等分析方法对在真空和氩气氛围中制备的聚丙烯腈炭膜化学结构和微晶结构的变化进行研究。结果表明,在两种氛围下PAN分子结构随着热解温度的升高由链状线型结构转变为乱层石墨结构,发生了氰基环化、脱氢、脱氮反应。PAN在真空氛围中的热解反应活化能低于氩气氛围中的活化能,说明真空氛围能够降低热解反应的温度,加速反应的进行。在真空氛围中制备的PAN炭膜微晶的La值大于氩气氛围中制备的炭膜微晶值,而d002、Lc。值则小于后者,说明真空氛围下制备的炭膜微晶有序度高,结构缺陷和孔隙均小于氩气氛围下制备的炭膜。可见,热解氛围对聚丙烯腈炭膜的热解机理、化学结构和碳微晶结构有很大的影响。

英文摘要:

The rnicrostructure of a polyacrylonitrile (PAN) carbon membrane prepared under vacuum or Ar atmosphere was studied by FTIR,XRD and Raman analysis. The change of chemical structure and formation of crystallites during the pyrolysis were also investigated. Results show that intra-chain cyclization, dehydration and denitrogenation occur during the pyrolysis. The microstructure of the PAN carbon membrane is transformed from a linear polymer to turbostratic carbon with increasing pyrolysis temperature. Compared with an Ar atmosphere, the pyrolysis of the PAN carbon membrane under vacuum has a low activation energy, i.e. the initial temperature of the pyrolytic reaction of a PAN carbon membrane can be decreased and the pyrolytic reaction rate can be accelerated under vacuum. In addition, the d002 ,Lc data of PAN carbon membranes prepared under vacuum are smaller while the La data are larger than those obtained under an Ar atmosphere. This indicates that the microstructural regularity of PAN carbon membranes prepared under vacuum are better than for those obtained under Ar, and structural defects and porosity are relatively large in the latter.

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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