一、聚醚酰亚胺中空纤维气体分离膜及其结构的研究（论文文献综述）
王少康[1]（2021）在《P84中空纤维及其无缺陷中空纤维的研究》文中指出中空纤维气体分离因能耗低、无污染、且高效的优势在众多领域中备受人们的青睐。本论文重点研究了P84中空纤维的制备条件以及对其气体分离性能进行了大量研究。本实验重点研究了不同P84聚合物浓度对中空纤维膜气体分离性能的影响,不同添加剂浓度对膜气体分离性能的影响,不同收丝速度对膜丝性能的影响以及铸膜液体系是否加盐对中空纤维气体分离性能的影响。本文通过对纺丝条件的深入探索,成功制备得到了P84/PDMS高气体性能的复合中空纤维膜,同时也成功制备出了无缺陷P84中空纤维膜。通过SEM电镜图可以看出,无缺陷中空纤维通常有着海绵状结构支撑层,并且有着比较薄的选择性皮层厚度,它的表面上也不会存在孔缺陷;作为对比,有缺陷的中空纤维通常都有着指状孔支撑层结构和厚厚的皮层,这是我们应该尽量避免的,从原理入手优化中空纤维的结构和性能。最终的气体分离性能测试显示,无缺陷P84中空纤维膜有着良好的气体分离性能,单丝二氧化碳的通量最高达到了9.59GPU,其对氮气和和甲烷的的选择性分别可以达到53.82和50.72的水平;多丝膜组器的二氧化碳通量也达到了4.32GPU,对氮气和甲烷的选择性分别达到了32.54和60.03,该P84中空纤维的气体分离性能处于国际领先水平。
王婷[2]（2021）在《小规模CO2-EOR采出气膜法提纯工艺及特性研究》文中提出随着CO2-EOR驱油技术的发展,越来越多的CO2气体会随着油田伴生气返回地面。如不对产生的CO2气体加以回收,不仅会造成CO2气体的浪费,还会产生温室效应。为响应环保的要求以及增加CO2驱油效益因此需要对采出气中的CO2进行分离捕集,工业上对CO2-EOR采出气中CO2回收利用工艺应运而生。本文围绕气流量为10000Nm3/d的CO2-EOR采出气进行研究,主要内容包括:根据油田现场采出气的特性,设计了CO2-EOR采出气CO2膜法提纯工艺,并对前处理流程中使用到的主要设备提供了选型依据;利用COMSOL模拟优化膜丝自身结构对膜分离性能的影响;利用MATLAB模拟系统操作条件对膜分离性能的影响并优化了操作参数。利用COMSOL计算模拟软件模拟研究了中空纤维膜丝自身结构参数对膜分离性能的影响,通过研究膜丝长度、膜丝半径以及膜厚度对分离性能的影响,可知随着膜丝长度的增加膜丝内部压力逐渐降低。在膜丝轴向方向气体CO2浓度随丝长的增加而减小,最终优选中空纤维膜丝长度可取为100～150cm。利用MATLAB模拟计算软件对不同膜材料在不同操作条件下的膜分离特性进行了分析,结果显示:与乙酸纤维素和聚砜两种工业常用膜材料相比聚酰亚胺膜对CO2/CH4气体分离具有更佳的分离效果;随进口原料气中被分离气浓度的升高渗透侧分离气的纯度而升高。为降低膜分离系统的使用成本和能耗,还对聚酰亚胺中空纤维膜分离系统的主要操作参数膜面积和进膜气压力进行了模拟优化。结果表明:回收分离气中CO2所需薄膜面积最终优选为350m2,进膜气的操作压力设为1.5MPa,此时渗透侧CO2的浓度和CO2的回收率均可达到处理的要求。
康雪婷[3]（2021）在《面向氧氮分离的聚醚嵌段聚酰胺磁性膜制备及性能研究》文中研究表明氧气（O2）和氮气（N2）已广泛应用于医疗、化工、食品保鲜等行业,如何经济、高效地分离空气以制取O2和N2,一直是化工分离领域重要的研究课题。与传统的低温蒸馏、变压吸附法等能源密集型技术相比,膜分离技术具有能耗低、效率高、环境友好等特点,在氧氮分离领域显示了突出优势。磁性膜是通过在聚合物膜中添加纳米磁性粒子构建而成,借助氧氮分子在膜内受到的附加反向磁性力作用,可同时提高O2渗透率和O2/N2选择性,是解决传统聚合物膜渗透率和选择性权衡问题的有效途径。然而磁性粒子与聚合物基体间较差的相容性导致高磁性粒子添加量下磁性膜力学性能严重劣化,从而使分离性能与力学性能之间产生博弈关系;并且聚合物基体对粒子磁性具有屏蔽作用,导致磁性膜的O2/N2分离性能提高程度有限。鉴于此,本文从改善界面相容性和优化膜结构的角度出发,以聚醚嵌段聚酰胺（PEBA）为聚合物基体,以Fe3O4为磁性粒子,通过表面活性剂改性、离子液体（IL）共混和磁场诱导,制备了三种聚醚嵌段聚酰胺磁性膜,研究表面活性剂种类、IL添加量、膜结构和外加磁场对磁性膜界面结构、力学性能和O2/N2分离性能的影响。具体内容和主要结论如下:（1）分别使用十二烷基硫酸钠（SDS）、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、曲拉通X-100（Triton X-100）对Fe3O4粒子进行表面改性,将改性Fe3O4添加到PEBA基体中制备表面活性剂改性PEBA/Fe3O4磁性膜,研究不同表面活性剂改性Fe3O4与PEBA之间的界面相容性以及改性Fe3O4添加量对磁性膜的理化结构和O2/N2分离性能的影响。结果表明:Triton X-100改性明显改善了Fe3O4与PEBA之间的界面相容性,增强了磁性膜的力学性能。与SDS或CTAB改性磁性膜相比,Triton X-100改性磁性膜（PEBA/Fe3O4@TX100）具有较好的O2/N2分离性能,当外加磁场强度为60 mT时,Fe3O4添加量为10 wt%的PEBA/Fe3O4@TX100（10）磁性膜的O2渗透系数为35.36 Barrer,O2/N2选择性为4.3。同时,在高Fe3O4添加量下,PEBA/Fe3O4@TX100磁性膜具有较好的力学性能和分离性能,当外加磁场强度为60 mT,改性Fe3O4添加量为15 wt%时,PEBA/Fe3O4@TX100（15）磁性膜的O2渗透系数为45.44 Barrer,O2/N2选择性为5.44,与纯PEBA膜相比分别提高了116.69%和89.55%。（2）选择1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐为添加剂,将其与Fe3O4一起共混加入到PEBA中制备PEBA/Fe3O4/IL磁性膜。研究IL添加量对PEBA/Fe3O4/IL磁性膜理化性质和O2/N2分离性能的影响。结果表明:IL改善了Fe3O4与PEBA之间的界面相容性,增强了PEBA/Fe3O4/IL磁性膜的磁感应强度。随着IL添加量的增加,PEBA/Fe3O4/IL磁性膜的饱和磁化强度先增加后降低,当Fe3O4添加量为10 wt%,IL添加量为5 wt%时,所制备的PEBA/Fe3O4（10）/IL（5）磁性膜的饱和磁化强度与PEBA/Fe3O4（10）磁性膜相比提高了12%。同时,随着IL添加量的增加,PEBA/Fe3O4/IL磁性膜的O2渗透系数先增加后趋于平缓,O2/N2选择性先增加后降低。当外加磁场强度为60 mT,IL添加量为5wt%时,PEBA/Fe3O4（10）/IL（5）磁性膜获得最优异的O2/N2分离性能,其中O2渗透系数为47.82Barrer,O2/N2选择性为4.67,与PEBA/Fe3O4（10）磁性膜相比分别提高了52.10%和23.54%。（3）在溶剂挥发成膜过程中借助磁场诱导作用促使Fe3O4粒子向膜表面迁移并富集,构建具有非均质结构的PEBA/Fe3O4磁性膜（Ani-PEBA/Fe3O4）。研究非均质结构和Fe3O4添加量对Ani-PEBA/Fe3O4磁性膜的理化结构和O2/N2分离性能的影响。结果表明:借助磁场诱导作用成功制备了非均质结构磁性膜,Fe3O4粒子在聚合物膜表面富集,减弱了PEBA对Fe3O4粒子的磁性屏蔽,增加了非均质磁性膜的磁感应强度,当Fe3O4添加量为10 wt%时,Ani-PEBA/Fe3O4（10）磁性膜的饱和磁化强度与PEBA/Fe3O4（10）磁性膜相比提高了53%。同时,非均质结构提高了磁性膜的O2/N2分离性能,当外加磁场强度为60 mT时,Ani-PEBA/Fe3O4（10）磁性膜的O2渗透系数为36.84 Barrer,O2/N2选择性为4.55,与PEBA/Fe3O4（10）磁性膜相比分别提升了17.18%和20.37%,与纯PEBA膜相比分别提高了75.68%和58.54%。
韩小崔[4]（2021）在《含苯基联嘧啶和二螺芴蒽结构的自具微孔聚合物的制备及其性能研究》文中提出目前,气体分离膜在N2和O2富集、H2回收和天然气除酸等领域具有广泛应用。但传统膜材料存在渗透性和选择性相互制约的现象,即trade-off效应。为了提高气体分离膜的渗透性,打破trade-off效应,研究者们开发了许多新型的膜材料。自具微孔聚合物（Polymers of Intrinsic Microporosity,PIMs）作为一种兼具高气体渗透性和适中选择性的膜材料,受到了研究者的广泛关注。基于分子结构调控,研究膜结构的微相形态和气体分离性能的关系是气体分离膜领域的研究前沿和热点,建立系统的官能团组合规律的理论和相应的实验验证是今后膜发展的重要科学研究课题。从分子结构设计出发,本论文设计合成了四种新型的高刚性四羟基单体,并将这些单体引入自具微孔聚合物,开展了针对PIM-1的精准结构优化和理论研究。首先,从聚合物结构与性能关系出发,我们设计合成了一种新型的“X”形稍扭曲的刚性含氮的四苯基四羟基联嘧啶单体,利用该单体、四氟对苯二腈（TFTPN）和5,5’,6,6’-四羟基-3,3,3’,3’-四甲基-1,1’-螺双茚满（TTSBI）制备了一系列自具微孔聚合物（PIM-bpy-x）,研究了四苯基联嘧啶结构的含量对气体分离性能的影响。结果表明四苯基联嘧啶结构的引入改善了自具微孔聚合物的抗物理老化能力,四苯基联嘧啶结构的含量越高,PIM-bpy-x的抗物理老化能力越强。随着四苯基联嘧啶结构含量的增加,PIM-bpy-x的Brunauer-Emmett-Teller（BET）比表面积下降,但仍然大于650m2 g-1。PIM-bpy-x的气体渗透性变化趋势与比表面积变化趋势一致。随着四苯基联嘧啶结构含量的增加,PIM-bpy-x的CO2渗透性下降,但CO2/CH4和CO2/N2的选择性升高。PIM-bpy-5的CO2渗透系数最高,为5141 barrer,高于PIM-1的4234 barrer。虽然四苯基联嘧啶的引入改善了聚合物的气体分离性能和抗物理老化性能,但和PIM-1相比,PIM-bpy-x的气体渗透系数提升有限。其原因是四苯基联嘧啶结构上的化学键为单键,可以自由旋转,降低了聚合物链的刚性。将全芳环的刚性结构引入聚合物中,可以提高聚合物的气体渗透性。从分子结构设计出发,我们设计合成了由两个相互垂直平面结构构建的超高刚性的四羟基二螺芴蒽单体,利用该单体制备了一系列自具微孔聚合物（PIM-EN-x）,探究了分子构象独特的二螺芴蒽结构的引入对自具微孔聚合物的气体分离性能的影响。结果表明二螺芴蒽结构的引入使聚合物链的堆积更加疏松,PIM-EN-x展现出比PIM-1更大的链间距。PIM-EN-x具有很大的比表面积,为804-895 m2 g-1,大于PIM-1的比表面积(774 m2 g-1)。二螺芴蒽结构的引入提高了聚合物的微孔含量,因此,PIM-EN-x的气体渗透系数远高于PIM-1,且气体选择性和PIM-1保持一致。随着二螺芴蒽结构含量的增加,PIM-EN-x的气体渗透系数增加,PIM-EN-40的CO2渗透系数和O2渗透系数高达11512 barrer和2226barrer,分别是PIM-1的2.72倍和2.77倍。物理老化193天后,PIM-EN-30和PIM-EN-40的CO2渗透系数仍然高于6500 barrer,高于未物理老化的PIM-1（4234 barrer）。PIM-EN-x膜的O2/N2、CO2/N2和CO2/CH4分离性能非常优异,在N2和O2富集、CO2捕获和天然气分离纯化领域具有很大的应用潜力。通常,在构筑单元中引入甲基,有利于进一步提升构筑单元的刚性,提高聚合物的自由体积。基于二螺芴蒽的自具微孔聚合物展现了超高的气体渗透性,如能将二螺芴蒽结构甲基化,将有利于进一步提高聚合物的气体渗透性。从分子结构设计出发,我们设计合成了四甲基四羟基二螺芴蒽单体,通过四甲基四羟基二螺芴蒽、TFTPN和TTSBI间的共聚反应,制备了一系列自具微孔聚合物（PIM-TMEN-x）,研究了四甲基二螺芴蒽结构的含量与自具微孔聚合物气体分离性能的关系。与四羟基二螺芴蒽单体相比,四甲基四羟基二螺芴蒽单体的构象更加舒展,四甲基二螺芴蒽结构的引入可以更有效地降低聚合物链的堆积密度,增大聚合物的链间距。与PIM-EN-x相比,PIM-TMEN-x具有更大的BET比表面积,为836-906 m2 g-1;同时,PIM-TMEN-x也具有更高的气体渗透性。PIM-TMEN-40的CO2渗透系数高达12264 barrer,高于PIM-EN-40的11512 barrer,且PIM-TMEN-40也展现了较高的气体选择性。PIM-TMEN-x的CO2/N2、O2/N2和CO2/CH4分离性能远远超越了2008年上限,CO2/N2和CO2/CH4分离性能接近2019年上限,O2/N2的分离性能也接近2015年上限。接下来的工作进一步提高了二螺芴蒽结构上甲基的含量。我们设计合成了八甲基四羟基二螺芴蒽单体,并通过亲核缩聚反应,将八甲基二螺芴蒽结构引入聚合物中,得到了一系列基于八甲基二螺芴蒽的自具微孔聚合物（PIM-OMEN-x）,探究了八甲基二螺芴蒽结构的含量对自具微孔聚合物气体分离性能的影响。结果表明八甲基二螺芴蒽结构的引入阻碍了聚合物链的密堆积,与PIM-TMEN-x相比,PIM-OMEN-x的链间距和比表面积更大,PIM-OMEN-x的比表面积为843-913 m2 g-1。PIM-OMEN-x具有很高的气体渗透性,且随着八甲基二螺芴蒽结构含量的增加,气体渗透性增加。PIM-OMEN-40的CO2渗透系数高达12431 barrer,远高于PIM-1的4234 barrer,同时也高于PIM-TMEN-40的12264 barrer。物理老化100天后,PIM-OMEN-x的CO2渗透系数仍然高于6000 barrer,PIM-OMEN-40的CO2渗透系数高达8390 barrer,接近未物理老化PIM-1的2倍。在前面工作的基础上,我们开展了聚合物链结构的精密调控,研究了分子链段的有序性和甲基含量对聚合物气体分离性能的影响。利用TFTPN和TTSBI制备了TFTPN封端的ABA单体,并分别和四羟基二螺芴蒽和甲基取代的四羟基二螺芴蒽进行聚合反应,制备了一系列结构有序的自具微孔聚合物（PIM-ABAs:PIM-ABA-EN,PIM-ABA-TMEN,PIM-ABA-OMEN）。结果表明甲基的引入可以更好地降低聚合物链的堆积密度,随着甲基含量的增加,聚合物链更加舒展,聚合物的比表面积和孔径增大。PIM-ABA-OMEN的孔径分布最宽,且孔径最大。分子动力学模拟结果与实验结果一致。与无规共聚物（PIM-EN-x,PIM-TMEN-x,PIM-OMEN-x）相比,结构有序的PIM-ABAs具有更高的气体渗透性和气体选择性。与PIM-OMEN-40相比,PIM-ABA-OMEN的CO2渗透系数和O2渗透系数均提升35%以上,其O2/N2选择性提升高达11%。PIM-ABA-EN的综合性能最优,虽然其CO2渗透系数只有13566 barrer,但由于具有较高的气体选择性,PIM-ABA-EN的CO2/N2和O2/N2分离性能分别接近2019年上限和2015年上限。物理老化186天后,PIM-ABAs的CO2渗透系数仍然高于8000 barrer,几乎是未物理老化PIM-1的2倍,且PIM-ABA-EN的O2/N2和CO2/N2分离性能分别超越了2015年上限和2019年上限。出色的气体分离性能使PIM-ABAs成为了潜在的气体分离膜材料,也为超高性能气体分离膜材料的分子结构设计提供了思路。
王书丽[5]（2021）在《含螺二（苯并环烷）结构的聚酰亚胺制备及气体分离性能研究》文中进行了进一步梳理膜分离技术相较于传统的气体分离技术（吸附、低温蒸馏等）,具有工艺简单、能耗低、无相变、分离效率高等优点,已广泛应用在环保、化工、能源、医药等领域,可实现高效的氢气回收、空气分离、天然气脱硫、烯烃-烷烃分离等。膜分离技术的关键是制备出性能优良的分离膜,高分子聚合物薄膜特别是聚酰亚胺薄膜具有优异的综合性能,如良好的机械性能、优异的耐热性和化学稳定性等,成为未来气体分离膜工业化应用的优选材料之一。传统的聚酰亚胺大多会因分子链间的紧密堆积导致气体渗透能力较低,气体渗透能力和选择性之间存在严重相互制约的关系。而这些问题可通过聚酰亚胺的结构设计进行改进。因此,本论文以聚酰亚胺为基体材料,通过分子设计引入非共平面的螺二（苯并环烷）结构来提高聚合物的自由体积和气体渗透能力,同时深入探究聚酰亚胺结构与分子堆积、气体分离等性能间的关系,从本质上阐明分子结构对气体分离性能的影响,为优化高分子聚合物薄膜的性能特别是气体分离性能提供有效的参考。本论文首先合成了含螺二（苯并环戊烷）结构的二酚单体,通过亲核取代合成两种吡啶功能化的螺二（苯并环戊烷）二硝基单体,之后将二硝基单体还原为二胺单体。将所合成的两种二胺单体分别与三种二酐（6FDA、ODPA、BPADA）进行聚合制备六种吡啶功能化的螺二（苯并环戊烷）聚酰亚胺。结果表明,六种聚合物均具有良好的热稳定性,玻璃化转变温度（Tg）为233-286℃,在450℃之前均没有发生任何的热分解,氮气气氛下800℃的残碳率为45-62%。所有的聚酰亚胺均具有很好的溶解性。同时成功证明了将刚性结构、非共平面的螺二（苯并环戊烷）单元、大体积的取代基（如甲基、三氟甲基）引入到聚合物主链中能够打乱分子链的堆积、提高其自由体积,进而增加聚合物薄膜的气体渗透能力和气体分离性能。另外,大体积的取代基甲基引入到聚合物主链中有利于提高气体的分离能力。为了进一步研究取代基甲基位置对聚合物性能的影响,通过亲核取代反应、还原反应等方法制备了两种甲基在不同取代位置吡啶功能化的二胺单体,然后与6FDA和ODPA进行聚合制备四种聚酰亚胺。所制备的聚酰亚胺均能很好的溶解在常见的机溶剂中,证明其良好的溶解性。聚合物均具有良好的热稳定性,且亚胺环间位取代基甲基具有更高的键能,进而提高了聚合物的热稳定性。气体分离结果表明,所有聚合物均具有较高的气体对选择性,CO2/CH4大于30,CO2/N2大于24,且甲基取代位置对柔性链聚合物气体渗透能力的影响比刚性链更明显,同时含6FDA二酐聚合物的气体分离性能均优于传统的聚合物。气体分离机理表明,聚合物薄膜的CO2/CH4分离行为主要遵循气体对的溶解选择性而非扩散选择性。再则,螺二（苯并二氢吡喃）结构整合到聚酰亚胺中能够明显提高气体分离性能,而取代基的种类对聚酰亚胺的性能具有重要影响。因此,通过经典的亲核取代和还原反应合成了三种不同取代基种类（苯环、吡啶环、甲基）含螺二（苯并二氢吡喃）结构的二胺单体,与刚性更大的6FDA二酐进行聚合制备螺二（苯并二氢吡喃）聚酰亚胺。结果表明,所制备的聚合物具有很好的溶解性、较高的分子量、优异的热稳定性能。同时通过实验和分子动力学模拟两种方式分别获得聚酰亚胺的自由体积分数（FFV）,并采用相邻平面的二面角理论对自由体积分数的变化进行了分析解释。此外,气体分离性能表明,相较于含联萘结构的聚合物,将非共平面的螺二（苯并二氢吡喃）结构引入到聚酰亚胺中,会引起更疏散的分子链堆积,展现更优的气体分离性能。气体分离机理研究表明,所制备的聚酰亚胺由于包含吡啶结构能够加强与酸性气体CO2的吸附作用,进而提高了CO2/CH4的溶解选择性和分离性能。此外,聚焦于取代基种类对含甲基取代螺二（苯并二氢吡喃）聚酰亚胺性能的影响,将四种不同种类的取代基通过亲核取代反应引入到螺二（3-甲基苯并二氢吡喃）二酚单体中制备四种二硝基单体,通过还原反应合成了四种二胺单体,然后将其分别与6FDA二酐聚合制备四种聚酰亚胺。四种聚合物具有很好的溶解性、良好的热稳定性。在有序性方面,利用分子动力学模拟得到聚合物晶胞的三维视图,能够明显发现其中的连续空腔,证明聚合物分子链的堆积较为松散。所得聚合物的气体分离性能表明,甲基取代基能够通过打乱聚合物链的堆积,提高薄膜的气体渗透能力,其N2、CH4、CO2的渗透能力分别提高71.6%、90.0%、61.8%,而甲氧基则在气体分子通道中形成障碍,进而提高气体对的选择性。通过对所得聚合物气体分离机理研究发现,聚合物包含苯环取代基时对CO2/CH4的分离主要遵循CO2/CH4扩散选择性,而包含吡啶环取代基时对CO2/CH4的分离主要遵循CO2/CH4溶解选择性。本论文通过将非共平面、扭曲的螺二（苯并环烷）结构和不同类别的取代基单元引入到聚合物中,制备一系列PIM-PIs。通过分子设计引入螺二（苯并环烷）结构来保证聚合物较高的自由体积,采用实验和分子动力学模拟相结合的方法研究了聚合结构与性能的关系;结合实验数据分析进一步优化了聚合所用的二酐结构、研究了取代基种类、位置对聚合物性能的影响,为制备高性能的聚酰亚胺功能性材料提供了理论支撑。
陈伊星[6]（2021）在《聚醚酰胺混合基质膜的制备及气体分离性能研究》文中研究表明传统的金属冶炼行业在实际生产过程中会产生许多副产物,其中高炉煤气为主要的副产物。高炉煤气可燃成分低,其主要成分为CO2和N2等不可燃气体,由于其热值较低,难以实现循环利用且回收利用成本高,对企业的回报价值低。因此近些年来高炉煤气中的CO2和N2的回收利用,是实现废气循环利用、减少大气污染和可持续发展的热点问题。随着经济技术的快速发展,需要寻求一种高效、经济和环保的分离技术,此时膜分离技术进入大众的视野,并逐渐应用于气体分离领域。针对高炉煤气回收利用难的问题,本论文以氧化石墨烯、羧基化氧化石墨烯和单壁碳纳米管作为掺杂剂,以对CO2有独特吸附能力的有机聚合物聚醚酰胺为基体材料制备了混合基质膜。利用实验室自组装设备对单一气体和混合气体（CO2、N2、CO）进行气体分离实验。气体分离实验结果表明GO/Pebax1657、COOH-GO/Pebax1657、GO/SWCNTs/Pebax1657混合基质膜均具有优异的气体分离性能,提高了高炉煤气的回收利用率。本文以改进的Hummer法制备氧化石墨烯（GO）;利用混酸法制备羧基化氧化石墨烯（COOH-GO）和纯化单壁碳纳米管（SWCNTs）;溶液流延成膜法制备了GO/Pebax1657混合基质膜、COOH-GO/Pebax1657混合基质膜和GO/SWCNTs/Pebax1657混合基质膜。利用场发射扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、热重分析仪（TGA）、X射线衍射仪（XRD）、傅里叶红外光谱仪（FTIR）、原子力显微镜（AFM）等检测手段对制备的材料进行表征。表征结果显示:氧化石墨烯超声分散后为单层的片状结构且含有大量的含氧基团;羧基化氧化石墨烯也为单层片状结构但由于大量的羧基基团存在,使得羧基化氧化石墨烯的片层间距比氧化石墨烯片的层间距大;单壁碳纳米管（SWCNTs）混酸纯化后杂质降低,碳纳米管封闭的端口打开,团聚现象减少。GO和SWCNTs的空间协同效应,使得掺杂剂更为均匀的分布在聚合物基体中,提升了混合基质膜的均匀性。掺杂剂GO、SWCNTs和聚合物基底Pebax1657经过超声、磁力搅拌复合后,GO成功的附着在Pebax1657上,SWCNTs成功的嵌插在GO和Pebax1657基底上。以无水乙醇作为Pebax1657的溶剂及GO和SWCNTs的分散剂,80℃下回流溶解Pebax1657颗粒,采用溶液流延成膜法制备了一系列混合基质膜。使用实验室自组装气体分离设备对混合基质膜进行单一气体和混合气体的分离实验。实验结果表明随着实验温度的升高,单一气体和混合气体的渗透系数下降。随着初始进气压的增大,单一气体和混合气体的渗透系数增大。三种不同类型的混合基质膜与纯Pebax1657膜相比,气体的分离性能大幅度提高。不同类型的掺杂剂会导致气体的分离性能有所差异,气体分离性能最为优异的是GO和SWCNTs协同作用的GO/SWCNTs/Pebax1657混合基质膜。当进气压从0.1 MPa升到0.2 MPa时,CO2的渗透系数有明显升高的趋势,N2的渗透系数在小范围内波动,且混合基质膜对CO2的渗透性能明显高于对N2的渗透性能。三种混合基质膜选择性的大小关系均为:α（CO2/CO）>α（CO2/N2）>α（N2/CO）。实验温度为298 K,进气压为0.2 MPa时,GO/Pebax1657混合基质膜单一气体CO2渗透系数为2965Barrer,N2的渗透系数为1691 Barrer,混合气体中CO2、N2、CO的渗透系数分别为1916 Barrer、655 Barrer和176 Barrer。混合气体中的选择性分别是α（CO2/CO）=18,α（CO2/N2）=14.83,α（N2/CO）=10.76。COOH-GO/Pebax1657混合基质膜单一气体CO2渗透系数为2974 Barrer,N2的渗透系数为1700 Barrer,混合气体中CO2、N2、CO的渗透系数分别为2255 Barrer、764 Barrer和159 Barrer。混合气体中的选择性分别是α（CO2/CO）=23.8,α（CO2/N2）=16.5,α（N2/CO）=12.75。GO/SWCNTs/Pebax1657混合基质膜单一气体CO2渗透系数为3233 Barrer,N2的渗透系数为1153 Barrer,混合气体中CO2、N2、CO的渗透系数分别为2439 Barrer、787 Barrer和184 Barrer。混合气体中的选择性分别是α（CO2/CO）=20.41,α（CO2/N2）=17.03,α（N2/CO）=11.61。根据气体分离实验结果可以得出结论,GO/Pebax1657混合基质膜、COOH-GO/Pebax1657混合基质膜和GO/SWCNTs/Pebax1657混合基质膜都可以将高炉煤气中CO2和N2分离出来,但气体分离效果最好的混合基质膜是GO/SWCNTs/Pebax1657混合基质膜。
梁跃耀[7]（2021）在《聚合物支撑型超薄金属—有机骨架膜制备及其气体分离性能研究》文中提出气体分离膜技术因绿色高效、节能减排及操作简单等优势,在气体纯化领域具有良好的应用。气体分离膜材料作为核心部件,直接决定了气体的分离纯度和分离效率。其中,聚合物支撑型分离膜具有低成本、易放大等优势,成为研究热点。但是,传统聚合物支撑型分离膜的气体渗透选择性能难以满足膜大规模工业应用的经济技术需求。开发兼具高渗透性和良好选择性的聚合物支撑型金属-有机骨架（MOFs）膜有望解决上述难题,推动膜分离技术的应用。本文采用活性有机界面层为核心,制备了一系列超薄且致密的MOF膜,包括ZIF-8膜、DZIF-8膜、Cu BTC膜、ZIF-L膜和CuTCPP膜,为高性能聚合物支撑型气体分离MOF膜的开发提供参考和依据。主要研究内容如下:（1）提出一种界面诱导极化原位制备超薄MOF膜的新方法。通过聚乙烯醇（PVA）-金属离子高活性有机界面层的设计,诱导界面层上MOFs晶核的生长。被界面层吸附的配体会发生质子化,进而均匀地吸附溶液体系中的金属离子、配体和金属离子-配体复合物,自组装形成超薄致密的ZIF-8膜和Cu BTC膜。由于界面层的极化作用,所制备的MOF膜具有不饱和的金属位点。结果表明:所制备的MOF膜具有高的CO2渗透速率（4000-5000 GPU）和合适的CO2/CH4分离因子（15-30）。（2）利用二乙醇胺（DEA）进一步原位改性界面诱导极化法制备超薄低晶态ZIF-8膜（DZIF-8膜）。由于DEA会加速配体的质子化,增加与界面层极化配体的竞争吸附,进一步加强界面处MOFs中不饱和金属位点的形成,导致超薄低晶态DZIF-8膜的形成。结果表明:所制备DZIF-8膜对C3H6的渗透速率为2000-3000GPU,C3H6/C3H8的分离因子为90-120,优于当时所报道的相关分离膜材料。（3）在PVA-Zn2+界面层附近的亚纳米限域空间内,利用自由晶核和铆钉晶核之间的关系,界面诱导原位剥离制备超薄ZIF-L膜。通过利用PVA-Zn2+界面层和不同的配体含量,原位制备了厚度从微米级别到100 nm以下的ZIF-L膜。结果表明:所制备的ZIF-L膜对CO2/CH4体系具有渗透选择性能。（4）利用聚合物协同机制调控界面MOFs晶核的生长,原位制备了厚度低于10 nm的超薄CuTCPP膜。PVA-Cu2+界面层的设计,增加了CuTCPP在界面层上的异相成核位点。表面活性剂PVP聚合物的引入,调控CuTCPP晶核的各向异性生长,诱导超薄CuTCPP纳米片的生长和组装。结果表明:所制备的CuTCPP膜展现出高的CO2渗透速率和合适的CO2/CH4分离因子。
曹倩倩[8]（2021）在《PDMS/中空纳米微球混合基质膜的制备及性能研究》文中指出气体分离能够将混合气进行分离或者纯化,在各种分离方法中,气体分离膜技术成为非常重要的一部分,在化工、能源、环境等领域已经实现工业化应用,成为低能耗、环保、利用率高的分离技术。在众多高分子材料中,聚二甲基硅氧烷（PDMS）因其气体渗透通量较高,而且价格低廉、粘结性好、成膜性好,在混合基质膜和复合膜领域受到重点关注。本文将聚合物中空纳米微球添加到PDMS中,对PDMS进行改性。由于中空纳米微球特有的中空结构,使得气体在膜内的传质路径缩短、传质阻力降低,进而提高PDMS/中空纳米微球混合基质膜的气体渗透性能。首先以4,4-（9-亚芴基）-二胺和均苯四甲酰氯为水相和油相反应单体,在微乳液体系中通过界面聚合法制备了聚酰亚胺中空纳米微球,微球直径为50nm,壳层上的孔径为1.1 nm,将其作为分散相添加到PDMS基质中制备PDMS/聚酰亚胺中空纳米微球混合基质膜,研究了微球掺杂量对气体渗透分离性能的影响。结果表明:随着聚酰亚胺中空纳米微球含量的增加,混合基质膜的O2、N2和CO2的渗透性呈现先增大后减小的趋势。测试条件为0.2 MPa,35°C,聚酰亚胺中空纳米微球的掺杂量为3 wt.%时,混合基质膜的O2渗透系数从786 Barrer增大到1664 Barrer,CO2渗透系数从3484 Barrer增大到6639Barrer,O2/N2的分离系数为2.3,CO2/N2的分离系数为9.1。与纯膜相比,气体渗透系数增幅均超过90%,选择性并没有太大变化。然后以聚酰亚胺中空微球负载量为3 wt.%的PDMS/聚酰亚胺中空纳米微球混合溶液作为涂层液,以聚醚酰亚胺（PEI）多孔膜为支撑层,采用浸渍涂覆法制备PDMS/聚酰亚胺中空纳米微球/PEI复合膜,考察了基膜状态、固化温度、提拉速度、硅橡胶浓度、浸渍时间、预交联时间等因素对复合膜渗透速率及分离性能的影响。结果表明,用滤纸擦干的PEI基膜,当固化温度为80°C、提拉速度为0.5 m/min、聚合物浓度为3 wt.%、浸渍时间为2 min、预交联时间为3时制备的复合膜性能较佳。测试条件为0.2 MPa,25°C时,O2和N2的渗透速率分别为1676和765 GPU,O2/N2的选择性为2.2。在用纯空气进行的混合气体渗透实验中,复合膜具有生产低浓度氧气（～30 vol.%）的潜力。
苗杰[9]（2020）在《含大体积扭曲结构的聚酰亚胺的合成与性能》文中进行了进一步梳理随着科技的进步与社会的不断发展,聚酰亚胺材料迎来新的机遇与挑战。传统聚酰亚胺材料单体来源于石化工业,随着石油资源的消耗和可持续发展观念逐渐深入人心,利用可再生生物原料开发高性能聚酰亚胺具有重要的科学和现实意义。另一方面,传统结构聚酰亚胺性能无法满足随着科技进步涌现的新产业的要求,如柔性显示领域对无色透明聚酰亚胺（CPI）及气体分离纯化领域对高性能气体分离膜材料的迫切需求。本文从分子结构设计角度出发,设计制备了多种主链含扭曲、大体积结构的聚酰亚胺并系统表征了其性能。主要内容如下:1.以生物来源的4-甲基愈创木酚为主要原料制备了 3种生物基芳香二酐,与石油基和生物基二胺聚合制备了 3个系列的生物基聚酰亚胺,这些聚合物的生物基含量为31.8%-56.4%,双醚型生物基聚酰亚胺（PI-Ⅰ和PI-Ⅱ系列）的玻璃化转变温度（Tg）在213-235℃之间,5%热失重温度（T5%）在406-453℃之间。含二苯并二氧六环结构聚酰亚胺（PI-Ⅲ系列）的Tg最高可达424℃,T5%达508℃。聚合物的拉伸强度、弹性模量和断裂伸长率分别为70-115 MPa、1.8-2.8 GPa和3.5%-20.4%。上述结果表明制备的生物基聚酰亚胺具有与Ultem（?）、Kapton（?）等石油基聚酰亚胺媲美的热和机械性能,有望取代石油基聚酰亚胺,在薄膜、工程塑料等领域有一定的应用潜力。2.以5（6）-氨基-1-（4-氨基苯基）-1,3,3-三甲基茚满（DAPI）为二胺,分别与二苯酮四酸二酐（BTDA）、联苯四甲酸二酐（BPDA）、均苯四甲酸二酐（PMDA）及其异构二酐聚合制备了三个系列七种异构聚酰亚胺。所有的聚合物均可以溶解在DMF,CDC13等有机溶剂中。聚酰亚胺的Tg,T5%分别在329-465℃与484-507℃之间。薄膜的拉伸强度、弹性模量和断裂伸长率分别为76.2-109.5 MPa、1.76-1.97GPa和4.69-50.2%。同一系列内,采用异构二酐的聚酰亚胺与传统聚酰亚胺相比Tg稍有降低,力学性能也由于分子量较低而有所下降。联苯系列和均酐系列聚合物的耐热性能要高于酮酐系列,PMDA-DAPI具有最优的热性能,Tg达465℃。整体来看,异构聚酰亚胺的气体分离性能与Matrimid（?）相比明显提高,气体渗透系数大幅提高且保持了良好的选择性。以3,4’-BPDA与3,3’-BPDA共聚制备的聚酰亚胺的CO2/CH4分离性能接近Robeson 1991年上限。3.以1-金刚烷醇与乙酰苯胺或其衍生物经过两步反应合成了三种含金刚烷结构的二胺单体ADMDA、DMADMDA与FADMDA,并与商业化的芳香或脂环结构二酐聚合制备了三个系列的半脂环聚酰亚胺。这些聚酰亚胺的Tg,T5%分别在285-440℃与444-540℃之间。除以6FDA为二酐的聚合物之外,其余CPI薄膜的截止波长（λcut-off）在275-284 nm之间,400 nm处的透光率超过80%,L*值大于95,a*值接近0,b*值在1.07-5.09之间,黄度指数YI值在1.99-8.33之间。大体积刚性金刚烷及氨基邻位双甲基的引入在维持聚酰亚胺原有优异耐热性的同时,降低了分子链堆积密度,减弱链间相互作用及电荷转移络合物（CTC）的形成,赋予聚合物薄膜良好的光学性能。4.设计合成了分别基于降冰片二烯与5-降冰片烯-2-螺环-α-环戊酮-α’-螺环-2"-5"-降冰片烯的CANAL与CANSCAL两个系列4种部分脂环族二胺单体,将其分别与芳香或脂环结构的5种二酐聚合制备了 CPI。这些聚酰亚胺在多种有机溶剂中具有良好的溶解性。CANAL系列聚酰亚胺的Tg在418-480℃之间,T5%在450-488℃之间。CANSCAL系列聚合物的DSC曲线表明其在330℃附近开始出现部分分解,耐热性能低于CANAL系列。CANAL系列PI薄膜的拉伸强度、模量和断裂伸长率分别为 76-100 MPa,1.5-2.3 GPa,7.6-15.3%,CANSCAL系列PI薄膜的拉伸强度、模量和断裂伸长率分别为51-98 MPa,1.5-2.7 GPa,7.6-33.5%。单甲基取代的CANAL-1’与CANSCAL-1系列的力学性能优于CANAL-2与CANSCAL-2系列。CANAL系列PI薄膜的面内热膨胀系数（CTE）在34.3-66.2 ppm/K之间,λcut-off在282-343 nm之间,400 nm处的透光率除基于6FDA与BTA的PI薄膜之外均超过80%。CANSCAL系列CPI薄膜的λcut-off在280-339 nm之间,400 nm处的透光率除基于6FDA与BTA的PI薄膜之外均超过78%,基于CpODA-CANAL-1’的CPI薄膜的Tg高达462℃,T5%达481℃,薄膜拉伸强度、模量与断裂伸长率分别为87MPa,2.1GPa,15.3%,400nm透光率为84%,λcut-off低至282 nm,CTE低至34.3 ppm/K,在光电显示领域具有良好的应用前景。
孟令鹏[10]（2020）在《中空纤维气体分离膜支撑层结构的优化研究》文中进行了进一步梳理中空纤维膜的填充密度高,膜面积大,被广泛用于气体分离、污水处理、有机溶剂分离和海水淡化等领域。本论文分别以聚丙烯腈（PAN）和聚砜（PSF）通过干喷-湿纺法制备中空纤维膜,后通过涂覆硅橡胶（PDMS）分离层得到复合膜。通过调整铸膜液的配方和纺丝条件,优化中空纤维支撑层的结构,进而提高了中空纤维复合膜的气体分离性能。利用扫描电镜、水接触角、拉伸强度,研究了纺丝条件对中空纤维膜的形貌和力学性能的影响规律。通过测量气体渗透速率和分离系数等表征了复合膜的气体分离性能。结果表明,铸膜液中聚合物浓度越高,膜的传质阻力越大;增加非溶剂的含量使得中空纤维膜支撑层的通透性提高;芯液流速降低,中空纤维支撑层的气体渗透速率下降;牵引速率过快或芯液的水含量提高均导致支撑层阻力提高。PDMS的浓度较高时,容易得到无缺陷的复合膜,但是过高浓度会使得中空纤维复合膜对气体的渗透速率下降。我们发现,在采用溶剂交换法干燥中空纤维湿膜的过程中,膜内残留的溶剂与非溶剂会导致支撑层孔结构的塌陷。本文优化了溶剂交换的方法;比较了冷冻干燥、甲醇/正己烷溶剂交换、异丙醇/正己烷溶剂交换三种后处理方法对中空纤维膜气体渗透速率的影响;研究了溶剂交换过程中甲醇和正己烷的不同交换次数对中空纤维膜气体渗透速率的影响规律。最后,在最优的工艺条件下得到了高性能的中空纤维气体分离膜。其N2的通量为500±5 GPU,O2的通量为1050±5 GPU,CO2的通量为5300±10 GPU。该性能达到了国际领先水平。
二、聚醚酰亚胺中空纤维气体分离膜及其结构的研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、聚醚酰亚胺中空纤维气体分离膜及其结构的研究（论文提纲范文）
（1）P84中空纤维及其无缺陷中空纤维的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 气体分离膜 |
| 1.2.1 气体分离膜的发展和研究进展 |
| 1.2.2 气体分离膜的分离机理 |
| 1.2.3 气体分离膜的主要特征参数 |
| 1.2.4 气体分离膜的应用 |
| 1.2.5 气体分离膜的前景 |
| 1.3 中空纤维膜 |
| 1.3.1 溶液纺丝法 |
| 1.3.2 熔融纺丝法 |
| 1.3.3 半熔融纺丝法 |
| 1.3.4 聚砜中空纤维 |
| 1.3.5 聚醚砜中空纤维 |
| 1.3.6 聚酰亚胺中空纤维 |
| 1.3.7 聚偏氟乙烯中空纤维 |
| 1.3.8 聚丙烯腈中空纤维 |
| 1.4 气体分离膜分离过程的影响因素 |
| 1.4.1 膜面积对分离过程的影响 |
| 1.4.2 分离系数对分离过程的影响 |
| 1.4.3 温度对方分离过程的影响 |
| 1.4.4 压差对分离过程的影响 |
| 1.4.5 压比对分离过程的影响 |
| 1.4.6 原料气流量对分离过程的影响 |
| 1.5 课题的研究目的、主要内容和研究意义 |
| 1.5.1 研究目的 |
| 1.5.2 研究目的主要内容 |
| 1.5.3 研究意义 |
| 第二章 实验材料、仪器及表征方法 |
| 2.1 实验材料和实验仪器及表征方法 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.1.3 表征方法 |
| 第三章 P84/PDMS复合中空纤维气体分离膜 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验操作 |
| 3.2.1 铸膜液的配制 |
| 3.2.2 芯液的配制 |
| 3.2.3 Sylgard(?)184硅橡胶溶液的配制 |
| 3.2.4 中空纤维纺丝 |
| 3.2.5 中空纤维的后处理 |
| 3.2.6 中空纤维复合膜的制备 |
| 3.3 三相图的标定 |
| 3.3.1 浊点滴定相图 |
| 3.3.2 聚合物溶液体系的配制 |
| 3.3.3 浊点滴定 |
| 3.3.4 相平衡曲线的计算及绘制 |
| 3.4 P84聚酰亚胺/溶剂/非溶剂体系 |
| 3.4.1 P84聚合物的粘度曲线 |
| 3.4.2 P84聚合物的溶解度参数 |
| 3.4.3 P84/溶剂/非溶剂体系三相图 |
| 3.5 P84/PDMS复合中空纤维膜的气体分离性能 |
| 3.5.1 复合中空纤维膜的纺丝条件 |
| 3.5.2 不同纺丝条件下中空纤维的内外径 |
| 3.5.3 P84中空纤维膜原丝及其PDMS涂覆膜的气体分离性能 |
| 3.5.4 P84中空纤维的断面结构 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 无缺陷P84中空纤维气体分离膜 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 无缺陷中空纤维制备的纺丝条件 |
| 4.2.2 有缺陷中空纤维到无缺陷中空纤维的改进 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 中空纤维气体分离性能 |
| 4.3.2 无缺陷中纤维的SEM电镜表征 |
| 4.3.3 实验结果比较 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
| 作者简介 |
| 导师简介 |
| 附件 |
（2）小规模CO2-EOR采出气膜法提纯工艺及特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 符号说明 |
| 1 绪论 |
| 1.1 CO_2的排放问题 |
| 1.2 油田CO_2-EOR采出气技术研究现状 |
| 1.3 油田采出气中分离CO_2方法 |
| 1.3.1 化学吸收法分离CO_2技术 |
| 1.3.2 膜法吸收分离CO_2技术 |
| 1.3.3 物理吸附法分离CO_2技术 |
| 1.3.4 低温分馏法分离CO_2技术 |
| 1.3.5 几种分离方法的对比 |
| 1.4 膜法分离捕集CO_2研究现状 |
| 1.4.1 膜分离工艺研究现状 |
| 1.4.2 膜组件及膜材料研究现状 |
| 1.4.3 CO_2-EOR采出气CO_2分离工艺模拟研究现状 |
| 1.4.4 MATLAB在膜分离工艺模拟中的应用 |
| 1.4.5 COMSOL在膜分离工艺模拟中的应用 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 2 油田CO_2-EOR采出气膜分离理论分析 |
| 2.1 膜分离机理 |
| 2.1.1 溶解-扩散 |
| 2.1.2 表面扩散 |
| 2.1.3 分子筛 |
| 2.2 工业常用膜材料 |
| 2.2.1 高分子聚合物膜 |
| 2.2.2 无机膜 |
| 2.2.3 金属膜 |
| 2.3 膜性能评价指标 |
| 2.3.1 渗透系数 |
| 2.3.2 溶解系数 |
| 2.3.3 扩散系数 |
| 2.3.4 渗透速率 |
| 2.3.5 分离系数 |
| 2.3.6 渗透系数与分离系数的关系 |
| 2.4 工业常用膜组件 |
| 2.4.1 平板式膜组件 |
| 2.4.2 螺旋卷式膜组件 |
| 2.4.3 中空纤维式膜组件 |
| 2.4.4 膜组件中气体的流型 |
| 2.4.5 膜组件中气体的分布 |
| 2.4.6 膜组件的选择 |
| 2.5 膜分离系统 |
| 2.5.1 单级膜系统 |
| 2.5.2 双级膜系统 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 油田CO_2-EOR 采出气膜分离法工艺流程设计 |
| 3.1 CO_2-EOR采出气特性分析 |
| 3.1.1 常见CO_2-EOR采出气的组分分析 |
| 3.1.2 小规模CO_2-EOR采出气含量以及分离要求 |
| 3.2 膜分离法工艺流程设计 |
| 3.2.1 前处理部分流程设计 |
| 3.2.2 前处理部分主要设备及选型依据 |
| 3.2.3 膜分离部分工艺流程设计 |
| 3.3 理论分析计算 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 中空纤维膜丝结构对CO_2分离性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 几何模型建立及网格划分 |
| 4.3 数学方程 |
| 4.4 数值模拟结果分析 |
| 4.4.1 膜丝长度对分离性能的影响 |
| 4.4.2 膜内径对气体分离性能的影响 |
| 4.4.3 膜厚度对气体分离性能的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于小规模CO_2-EOR采出气膜法捕集模拟优化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 CO_2分离数学模型 |
| 5.2.1 文献中的数学模型 |
| 5.2.2 CO_2/CH_4气体分离数学模型的建立 |
| 5.2.3 数学模型的验证 |
| 5.3 薄膜法MATLAB仿真模拟流程建立 |
| 5.4 不同膜材料模拟结果 |
| 5.4.1 原料气CO_2浓度对分离性能的影响 |
| 5.4.2 进气压力对分离性能的影响 |
| 5.4.3 原料气流量对分离性能的影响 |
| 5.4.4 膜基本参数对分离性能的影响 |
| 5.4.4.1 膜分离系数对分离性能的影响 |
| 5.4.4.2 膜渗透速率对分离性能的影响 |
| 5.5 聚酰亚胺中空纤维膜分离系统 |
| 5.5.1 操作压力对膜分离系统分离性能的影响 |
| 5.5.2 膜面积对膜分离系统分离性能的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间所发表的学术论文 |
（3）面向氧氮分离的聚醚嵌段聚酰胺磁性膜制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 O_2/N_2 分离的背景意义 |
| 1.2 O_2/N_2 分离的主要方法 |
| 1.2.1 低温蒸馏法 |
| 1.2.2 变压吸附法 |
| 1.2.3 膜分离法 |
| 1.3 O_2/N_2 分离膜技术 |
| 1.3.1 O_2/N_2 分离膜的传质机理 |
| 1.3.2 O_2/N_2 分离膜材料 |
| 1.4 O_2/N_2分离膜的分类及研究现状 |
| 1.4.1 无机O_2/N_2 分离膜 |
| 1.4.2 聚合物O_2/N_2 分离膜 |
| 1.4.3 混合基质膜 |
| 1.5 磁性O_2/N_2 分离膜 |
| 1.5.1 物质的磁性 |
| 1.5.2 气体磁分离的研究 |
| 1.5.3 磁性O_2/N_2分离膜的传质机理 |
| 1.5.4 磁性O_2/N_2分离膜的研究进展 |
| 1.6 课题提出及研究内容 |
| 1.6.1 课题提出 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 实验材料与试剂 |
| 2.2 实验仪器与设备 |
| 2.3 聚醚嵌段聚酰胺磁性膜的制备 |
| 2.3.1 PEBA/Fe_3O_4 磁性膜的制备 |
| 2.3.2 表面活性剂改性PEBA/Fe_3O_4磁性膜的制备 |
| 2.3.3 离子液体共混PEBA/Fe_3O_4磁性膜的制备 |
| 2.3.4 非均质结构PEBA/Fe_3O_4磁性膜的制备 |
| 2.4 聚醚嵌段聚酰胺磁性膜的表征方法 |
| 2.4.1 傅里叶红外光谱(FT-IR) |
| 2.4.2 扫描电子显微镜(SEM)和能量色散X射线谱仪(EDX) |
| 2.4.3 磁性能(VSM) |
| 2.4.4 X-射线衍射(XRD) |
| 2.4.5 热重分析(TGA) |
| 2.4.6 差示扫描量热仪(DSC) |
| 2.4.7 密度与自由体积 |
| 2.4.8 机械性能 |
| 2.5 聚醚嵌段聚酰胺磁性膜的O_2/N_2分离性能测试 |
| 2.5.1 聚醚嵌段聚酰胺磁性膜的O_2/N_2分离性能评价装置 |
| 2.5.2 聚醚嵌段聚酰胺磁性膜的O_2/N_2分离性能参数 |
| 第三章 表面活性剂改性聚醚嵌段聚酰胺磁性膜及其O_2/N_2分离性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 磁性Fe_3O_4 粒子的表征 |
| 3.3 表面活性剂改性 Fe_3O_4的分散性 |
| 3.4 表面活性剂改性磁性膜的表征 |
| 3.4.1 红外光谱分析 |
| 3.4.2 扫描电镜分析 |
| 3.4.3 磁性能分析 |
| 3.4.4 X-射线衍射分析 |
| 3.4.5 热重分析 |
| 3.4.6 热性能分析 |
| 3.4.7 机械性能分析 |
| 3.5 表面活性剂改性磁性膜的O_2/N_2分离性能研究 |
| 3.5.1 表面活性剂类型对改性磁性膜O_2/N_2分离性能的影响 |
| 3.5.2 改性Fe_3O_4添加量对改性磁性膜O_2/N_2分离性能的影响 |
| 3.5.3 不同表面活性剂改性磁性膜的O_2/N_2分离性能评价 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 离子液体共混聚醚嵌段聚酰胺磁性膜及其O_2/N_2分离性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 PEBA/Fe_3O_4/IL磁性膜的表征 |
| 4.2.1 红外光谱分析 |
| 4.2.2 扫描电镜分析 |
| 4.2.3 磁性能分析 |
| 4.2.4 X-射线衍射分析 |
| 4.2.5 热重分析 |
| 4.2.6 热性能分析 |
| 4.2.7 密度与自由体积分析 |
| 4.2.8 机械性能分析 |
| 4.3 PEBA/Fe_3O_4/IL磁性膜的O_2/N_2分离性能研究 |
| 4.3.1 IL对 PEBA/Fe_3O_4磁性膜O_2/N_2分离性能的影响 |
| 4.3.2 IL添加量对PEBA/Fe_3O_4/IL磁性膜O_2/N_2分离性能的影响 |
| 4.3.3 磁场强度对PEBA/Fe_3O_4/IL磁性膜O_2/N_2分离性能的影响 |
| 4.3.4 PEBA/Fe_3O_4/IL磁性膜的O_2/N_2分离性能评价 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 磁场诱导制备非均质聚醚嵌段聚酰胺磁性膜及其O_2/N_2分离性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 非均质磁性膜的表征 |
| 5.2.1 扫描电镜和能量色散X射线谱仪分析 |
| 5.2.2 磁性能分析 |
| 5.2.3 X-射线衍射分析 |
| 5.2.4 热重分析 |
| 5.2.5 密度与自由体积分析 |
| 5.2.6 机械性能分析 |
| 5.3 非均质磁性膜的O_2/N_2分离性能研究 |
| 5.3.1 Fe_3O_4添加量对非均质磁性膜O_2/N_2分离性能的影响 |
| 5.3.2 非均质结构对磁性膜O_2/N_2分离性能的影响 |
| 5.3.3 磁场强度对非均质磁性膜O_2/N_2分离性能的影响 |
| 5.3.4 非均质磁性膜的O_2/N_2分离性能评价 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 全文结论与展望 |
| 6.1 全文结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录:作者在攻读硕士学位期间研究成果 |
（4）含苯基联嘧啶和二螺芴蒽结构的自具微孔聚合物的制备及其性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景意义 |
| 1.2 气体分离膜的发展及分离机理概况 |
| 1.2.1 气体分离膜的发展 |
| 1.2.2 膜分离机理简介 |
| 1.3 气体分离膜种类及研究现状 |
| 1.3.1 无机膜 |
| 1.3.2 聚合物膜 |
| 1.3.3 混合基质膜 |
| 1.4 自具微孔聚合物膜存在的问题及解决办法 |
| 1.4.1 塑化及其解决办法 |
| 1.4.2 物理老化及其解决办法 |
| 1.5 本文设计思想 |
| 第2章 实验试剂和仪器 |
| 2.1 实验试剂 |
| 2.2 测试仪器与方法 |
| 2.2.1 结构表征 |
| 2.2.2 分子动力学模拟 |
| 2.2.3 热性能及机械性能表征 |
| 2.2.4 聚合物分子量测试 |
| 2.2.5 N_2吸附测试 |
| 2.2.6 气体分离性能测试 |
| 第3章 含四苯基联嘧啶自具微孔聚合物的制备及其性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 四苯基四羟基联嘧啶单体的合成与结构表征 |
| 3.2.1 四苯基四羟基联嘧啶单体的合成 |
| 3.2.2 四苯基四羟基联嘧啶单体及中间产物的表征 |
| 3.3 含四苯基联嘧啶自具微孔聚合物的制备与结构表征 |
| 3.3.1 含四苯基联嘧啶自具微孔聚合物的制备 |
| 3.3.2 含四苯基联嘧啶自具微孔聚合物的结构表征 |
| 3.4 含四苯基联嘧啶自具微孔聚合物的性能研究 |
| 3.4.1 含四苯基联嘧啶自具微孔聚合物的溶解性 |
| 3.4.2 含四苯基联嘧啶自具微孔聚合物薄膜的制备 |
| 3.4.3 含四苯基联嘧啶自具微孔聚合物的分子量和机械性能表征 |
| 3.4.4 含四苯基联嘧啶自具微孔聚合物的热稳定性表征 |
| 3.4.5 含四苯基联嘧啶自具微孔聚合物的WAXD表征 |
| 3.4.6 含四苯基联嘧啶自具微孔聚合物的N_2吸附表征 |
| 3.4.7 含四苯基联嘧啶自具微孔聚合物的气体分离性能 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 含二螺芴蒽自具微孔聚合物的制备及其性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 四羟基二螺芴蒽单体的合成与结构表征 |
| 4.2.1 四羟基二螺芴蒽单体的合成 |
| 4.2.2 四羟基二螺芴蒽单体及中间产物的表征 |
| 4.3 含二螺芴蒽自具微孔聚合物的制备与结构表征 |
| 4.3.1 含二螺芴蒽自具微孔聚合物的制备 |
| 4.3.2 含二螺芴蒽自具微孔聚合物的结构表征 |
| 4.4 含二螺芴蒽自具微孔聚合物的性能研究 |
| 4.4.1 含二螺芴蒽自具微孔聚合物的溶解性 |
| 4.4.2 含二螺芴蒽自具微孔聚合物薄膜的制备 |
| 4.4.3 含二螺芴蒽自具微孔聚合物的分子量和机械性能表征 |
| 4.4.4 含二螺芴蒽自具微孔聚合物的热稳定性表征 |
| 4.4.5 含二螺芴蒽自具微孔聚合物的WAXD表征 |
| 4.4.6 含二螺芴蒽自具微孔聚合物的N_2吸附表征 |
| 4.4.7 含二螺芴蒽自具微孔聚合物的气体分离性能 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 含四甲基二螺芴蒽自具微孔聚合物的制备及其性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 四甲基四羟基二螺芴蒽单体的合成与结构表征 |
| 5.2.1 四甲基四羟基二螺芴蒽单体的合成 |
| 5.2.2 四甲基四羟基二螺芴蒽单体及中间产物的表征 |
| 5.3 含四甲基二螺芴蒽自具微孔聚合物的制备与结构表征 |
| 5.3.1 含四甲基二螺芴蒽自具微孔聚合物的制备 |
| 5.3.2 含四甲基二螺芴蒽自具微孔聚合物的结构表征 |
| 5.4 含四甲基二螺芴蒽自具微孔聚合物的性能研究 |
| 5.4.1 含四甲基二螺芴蒽自具微孔聚合物的溶解性 |
| 5.4.2 含四甲基二螺芴蒽自具微孔聚合物薄膜的制备 |
| 5.4.3 含四甲基二螺芴蒽自具微孔聚合物的分子量和机械性能表征 |
| 5.4.4 含四甲基二螺芴蒽自具微孔聚合物的热稳定性表征 |
| 5.4.5 含四甲基二螺芴蒽自具微孔聚合物的WAXD表征 |
| 5.4.6 含四甲基二螺芴蒽自具微孔聚合物的N_2吸附表征 |
| 5.4.7 含四甲基二螺芴蒽自具微孔聚合物的气体分离性能 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 含八甲基二螺芴蒽自具微孔聚合物的制备及其性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 八甲基四羟基二螺芴蒽单体的合成与表征 |
| 6.2.1 八甲基四羟基二螺芴蒽单体的合成 |
| 6.2.2 八甲基四羟基二螺芴蒽单体及中间产物的表征 |
| 6.3 含八甲基二螺芴蒽自具微孔聚合物的制备与结构表征 |
| 6.3.1 含八甲基二螺芴蒽自具微孔聚合物的制备 |
| 6.3.2 含八甲基二螺芴蒽自具微孔聚合物的结构表征 |
| 6.4 含八甲基二螺芴蒽自具微孔聚合物的性能研究 |
| 6.4.1 含八甲基二螺芴蒽自具微孔聚合物的溶解性 |
| 6.4.2 含八甲基二螺芴蒽自具微孔聚合物薄膜的制备 |
| 6.4.3 含八甲基二螺芴蒽自具微孔聚合物的分子量和机械性能表征 |
| 6.4.4 含八甲基二螺芴蒽自具微孔聚合物的热稳定性表征 |
| 6.4.5 含八甲基二螺芴蒽自具微孔聚合物的WAXD表征 |
| 6.4.6 含八甲基二螺芴蒽自具微孔聚合物的N_2吸附表征 |
| 6.4.7 含八甲基二螺芴蒽自具微孔聚合物的气体分离性能 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 含二螺芴蒽衍生物结构有序自具微孔聚合物的制备及其性能研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 ABA单体的合成及结构表征 |
| 7.2.1 ABA单体的合成 |
| 7.2.2 ABA单体的结构表征 |
| 7.3 含二螺芴蒽衍生物结构有序自具微孔聚合物的制备与结构表征 |
| 7.3.1 含二螺芴蒽衍生物结构有序自具微孔聚合物的制备 |
| 7.3.2 含二螺芴蒽衍生物结构有序自具微孔聚合物的结构表征 |
| 7.4 含二螺芴蒽衍生物结构有序自具微孔聚合物的性能研究 |
| 7.4.1 含二螺芴蒽衍生物结构有序自具微孔聚合物的溶解性 |
| 7.4.2 含二螺芴蒽衍生物结构有序自具微孔聚合物薄膜的制备 |
| 7.4.3 含二螺芴蒽衍生物结构有序自具微孔聚合物的分子量和机械性能表征 |
| 7.4.4 含二螺芴蒽衍生物结构有序自具微孔聚合物的热稳定性表征 |
| 7.4.5 含二螺芴蒽衍生物结构有序自具微孔聚合物的WAXD表征 |
| 7.4.6 含二螺芴蒽衍生物结构有序自具微孔聚合物的N_2吸附表征 |
| 7.4.7 含二螺芴蒽衍生物结构有序自具微孔聚合物的分子动力学模拟 |
| 7.4.8 含二螺芴蒽衍生物结构有序自具微孔聚合物的气体分离性能 |
| 7.5 本章小结 |
| 第8章 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及专利 |
| 致谢 |
（5）含螺二（苯并环烷）结构的聚酰亚胺制备及气体分离性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 气体分离膜技术 |
| 1.2.1 气体分离膜的定义及分类 |
| 1.2.2 气体分离膜的发展历程 |
| 1.2.3 气体分离膜的应用 |
| 1.3 气体分离膜的分离机理 |
| 1.3.1 气体在多孔膜中的分离机理 |
| 1.3.2 气体在致密膜中的分离机理 |
| 1.4 气体分离膜在应用中存在的问题及改性方法 |
| 1.4.1 共混改性 |
| 1.4.2 结构改性 |
| 1.5 聚酰亚胺气体分离膜 |
| 1.6 本论文设计思想 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 实验原料及试剂 |
| 2.2 测试仪器与测试方法 |
| 第三章 吡啶功能化螺二(苯并环戊烷)聚酰亚胺的制备及性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 吡啶功能化螺二(苯并环戊烷)二胺单体及聚酰亚胺的合成 |
| 3.2.1 吡啶功能化螺二(苯并环戊烷)二胺单体的合成 |
| 3.2.2 吡啶功能化螺二(苯并环戊烷)聚酰亚胺的合成 |
| 3.2.3 吡啶功能化螺二(苯并环戊烷)聚酰亚胺薄膜的制备 |
| 3.3 结果和讨论 |
| 3.3.1 吡啶功能化螺二(苯并环戊烷)单体的合成及结构表征 |
| 3.3.2 吡啶功能化螺二(苯并环戊烷)聚酰亚胺的合成及结构表征 |
| 3.3.3 吡啶功能化螺二(苯并环戊烷)聚酰亚胺的热性能 |
| 3.3.4 吡啶功能化螺二(苯并环戊烷)聚酰亚胺的溶解性能 |
| 3.3.5 吡啶功能化螺二(苯并环戊烷)聚酰亚胺的XRD测试 |
| 3.3.6 吡啶功能化螺二(苯并环戊烷)聚酰亚胺的自由体积分数 |
| 3.3.7 吡啶功能化螺二(苯并环戊烷)聚酰亚胺薄膜的气体分离性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 甲基不同取代位置螺二(苯并环戊烷)聚酰亚胺的制备及性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 甲基不同取代位置螺二(苯并环戊烷)二胺单体及聚酰亚胺合成 |
| 4.2.1 甲基不同取代位置螺二(苯并环戊烷)二胺单体的合成 |
| 4.2.2 甲基不同取代位置螺二(苯并环戊烷)聚酰亚胺的合成 |
| 4.2.3 甲基不同取代位置螺二(苯并环戊烷)聚酰亚胺薄膜的制备 |
| 4.3 结果和讨论 |
| 4.3.1 甲基不同取代位置螺二(苯并环戊烷)单体的合成和结构表征 |
| 4.3.2 甲基不同取代位置螺二(苯并环戊烷)聚酰亚胺的合成和结构表征 |
| 4.3.3 甲基不同取代位置螺二(苯并环戊烷)聚酰亚胺的热性能 |
| 4.3.4 甲基不同取代位置螺二(苯并环戊烷)聚酰亚胺的溶解性能 |
| 4.3.5 甲基不同取代位置螺二(苯并环戊烷)聚酰亚胺的XRD测试 |
| 4.3.6 甲基不同取代位置螺二(苯并环戊烷)聚酰亚胺的自由体积分数 |
| 4.3.7 甲基不同取代位置螺二(苯并环戊烷)聚酰亚胺的气体分离性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 含螺二(苯并二氢吡喃)结构聚酰亚胺的制备及性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 含螺二(苯并二氢吡喃)结构二胺单体及聚酰亚胺的合成 |
| 5.2.1 含螺二(苯并二氢吡喃)结构二胺单体的合成 |
| 5.2.2 含螺二(苯并二氢吡喃)结构聚酰亚胺的合成 |
| 5.2.3 含螺二(苯并二氢吡喃)结构聚酰亚胺薄膜的制备 |
| 5.3 结果和讨论 |
| 5.3.1 含螺二(苯并二氢吡喃)结构单体的合成和结构表征 |
| 5.3.2 含螺二(苯并二氢吡喃)结构聚酰亚胺的合成和结构表征 |
| 5.3.3 含螺二(苯并二氢吡喃)结构聚酰亚胺的热性能 |
| 5.3.4 含螺二(苯并二氢吡喃)结构聚酰亚胺的溶解性能 |
| 5.3.5 含螺二(苯并二氢吡喃)结构聚酰亚胺的XRD测试 |
| 5.3.6 含螺二(苯并二氢吡喃)结构聚酰亚胺的自由体积分数 |
| 5.3.7 含螺二(苯并二氢吡喃)结构聚酰亚胺的气体分离性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 含螺二(3-甲基苯并二氢吡喃)结构聚酰亚胺的制备及性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 含螺二(3-甲基苯并二氢吡喃)结构二胺单体及聚酰亚胺的合成 |
| 6.2.1 含螺二(3-甲基苯并二氢吡喃)结构二胺单体的合成 |
| 6.2.2 含螺二(3-甲基苯并二氢吡喃)结构聚酰亚胺的合成 |
| 6.2.3 含螺二(3-甲基苯并二氢吡喃)结构聚酰亚胺薄膜的制备 |
| 6.3 结果和讨论 |
| 6.3.1 含螺二(3-甲基苯并二氢吡喃)结构单体的合成和结构表征 |
| 6.3.2 含螺二(3-甲基苯并二氢吡喃)结构聚酰亚胺的合成和结构表征 |
| 6.3.3 含螺二(3-甲基苯并二氢吡喃)结构聚酰亚胺的热性能 |
| 6.3.4 含螺二(3-甲基苯并二氢吡喃)结构聚酰亚胺的溶解性能 |
| 6.3.5 含螺二(3-甲基苯并二氢吡喃)结构聚酰亚胺的XRD测试 |
| 6.3.6 含螺二(3-甲基苯并二氢吡喃)结构聚酰亚胺的自由体积分数 |
| 6.3.7 含螺二(3-甲基苯并二氢吡喃)结构聚酰亚胺的氮气吸附解吸附 |
| 6.3.8 含螺二(3-甲基苯并二氢吡喃)结构聚酰亚胺的气体分离性能 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间科研成果 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
（6）聚醚酰胺混合基质膜的制备及气体分离性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 高炉煤气的处理现状 |
| 1.3 分离膜概述 |
| 1.3.1 气体分离膜的定义 |
| 1.3.2 气体分离膜的种类 |
| 1.4 聚合物基质的选择 |
| 1.4.1 聚二甲基硅氧烷(PDMS) |
| 1.4.2 聚酰亚胺(PI) |
| 1.4.3 聚醚酰胺嵌段乙酰胺(Pebax) |
| 1.5 常见的混合基质膜掺杂剂 |
| 1.5.1 氧化石墨烯(GO) |
| 1.5.2 碳纳米管(CNTs) |
| 1.5.3 沸石分子筛 |
| 1.5.4 金属有机骨架(MOF) |
| 1.6 混合基质膜的成膜方法 |
| 1.7 研究内容及意义 |
| 1.7.1 研究内容 |
| 1.7.2 研究意义 |
| 第2章 实验材料设备及表征 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.3 气体分离实验装置及气体分离性能测定 |
| 2.3.1 气体分离实验装置 |
| 2.3.2 气体分离性能表征 |
| 2.4 实验技术路线 |
| 第3章 氧化石墨烯/聚醚酰胺混合基质膜的制备及气体分离性能研究 |
| 3.1 实验部分 |
| 3.1.1 氧化石墨烯的制备 |
| 3.1.2 GO/Pebax1657混合基质膜的制备 |
| 3.2 GO/Pebax1657混合基质膜表征 |
| 3.2.1 膜外观 |
| 3.2.2 SEM和TEM |
| 3.2.3 FTIR |
| 3.2.4 XRD |
| 3.2.5 TGA |
| 3.3 GO/Pebax1657混合基质膜气体分离性能 |
| 3.3.1 GO/Pebax混合基质膜对单一气体的分离性能 |
| 3.3.2 GO/Pebax1657混合基质膜对混合气体的渗透性能 |
| 3.3.3 GO/Pebax1657混合基质膜对混合气体的选择性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 羧基化-氧化石墨烯/聚醚酰胺混合基质膜的制备及气体分离性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 羧基化氧化石墨烯(COOH-GO)的制备 |
| 4.2.2 COOH-GO/Pebax1657混合基质膜制备 |
| 4.3 COOH-GO/Pebax混合基质膜表征 |
| 4.3.1 膜外观 |
| 4.3.2 SEM和TEM |
| 4.3.3 FTIR及XRD |
| 4.3.4 TGA |
| 4.4 COOH-GO/Pebax1657 混合基质膜气体分离性能 |
| 4.4.1 COOH-GO/Pebax1657混合基质膜对单一气体的分离性能 |
| 4.4.2 COOH-GO/Pebax1657混合基质膜对混合气体的渗透性能 |
| 4.4.3 COOH-GO/Pebax1657混合基质膜对混合气体的选择性能 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 氧化石墨烯/碳纳米管/聚醚酰胺混合基质膜的制备及气体分离性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 纯化单壁碳纳米管 |
| 5.2.2 GO/SWCNTs/Pebax1657混合基质膜的制备 |
| 5.3 GO/SWCNTs/Pebax1657混合基质膜表征 |
| 5.3.1 膜外观 |
| 5.3.2 SEM |
| 5.3.3 TEM |
| 5.3.4 FTIR |
| 5.3.5 XRD |
| 5.3.6 TGA和 DSC |
| 5.3.7 AFM |
| 5.4 GO/SWCNTs/Pebax1657混合基质膜气体分离性能 |
| 5.4.1 GO/SWCNTs/Pebax1657混合基质膜对单一气体分离性能 |
| 5.4.2 GO/SWCNTs/Pebax1657混合基质膜对混合气体的渗透性能 |
| 5.4.3 GO/SWCNTs/Pebax1657混合基质膜对混合气体的选择性能 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文 |
（7）聚合物支撑型超薄金属—有机骨架膜制备及其气体分离性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 气体分离膜发展简介 |
| 1.3 气体分离膜的分离机制 |
| 1.3.1 溶解扩散 |
| 1.3.2 Kundesen扩散 |
| 1.3.3 表面扩散 |
| 1.3.4 毛细管冷凝 |
| 1.3.5 分子筛分 |
| 1.4 MOFs基气体分离膜 |
| 1.4.1 MOFs的简介与结构特征 |
| 1.4.2 MOFs在气体吸附与分离方面的应用 |
| 1.4.3 MOF混合基质膜 |
| 1.4.4 MOF膜 |
| 1.5 MOF膜的制备 |
| 1.5.1 原位溶剂热法 |
| 1.5.2 二次晶种生长法 |
| 1.5.3 对扩散法 |
| 1.5.4 层层自组装法 |
| 1.5.5 化学气相沉积法 |
| 1.5.6 电化学法 |
| 1.6 CO_2/CH_4分离膜的研究进展 |
| 1.7 C_3H_6/C_3H_8分离膜的研究进展 |
| 1.8 MOF气体分离膜现存问题分析及解决思路 |
| 1.8.1 现存问题分析 |
| 1.8.2 解决思路 |
| 1.9 本文的工作内容 |
| 第二章 实验方法与表征手段 |
| 2.1 实验试剂 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.3 材料表征 |
| 2.3.1 X射线衍射仪 |
| 2.3.2 扫描电子显微镜 |
| 2.3.3 原子力显微镜 |
| 2.3.4 全自动比表面积及孔隙率分析仪 |
| 2.3.5 X射线光电子能谱仪 |
| 2.3.6 傅里叶变换红外光谱仪 |
| 2.3.7 拉伸断裂力学性能测试 |
| 2.3.8 气体分离性能测试 |
| 第三章 界面诱导极化制备超薄MOF膜与气体分离性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 PDMS界面层的制备 |
| 3.2.2 PVA-金属离子界面层的制备 |
| 3.2.3 MOF膜的制备 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 界面诱导极化机理 |
| 3.3.2 ZIF-8 膜的形貌与结构 |
| 3.3.3 Cu BTC膜的形貌与结构 |
| 3.3.4 MOF膜的CO_2/CH_4渗透选择性能 |
| 3.3.5 MOF膜的稳定性 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 二乙醇胺原位改性ZIF-8 膜与气体分离性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 PVA-Zn~(2+)界面层的制备 |
| 4.2.2 DZIF-8 膜的制备 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 DZIF-8 膜的形貌与结构 |
| 4.3.2 PVA-Zn~(2+)界面层的结构与性能 |
| 4.3.3 DZIF-8 膜的C_3H_6/C_3H_8渗透选择性能 |
| 4.3.4 DZIF-8 膜的稳定性 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 原位界面剥离超薄二维ZIF-L膜与气体分离性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 PVA-Zn~(2+)界面层的制备 |
| 5.2.2 ZIF-L膜的制备 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 原位界面剥离原理 |
| 5.3.2 PVA-Zn~(2+)界面层的结构与性能 |
| 5.3.3 ZIF-L膜的形貌与结构 |
| 5.3.4 ZIF-L片的形貌与结构 |
| 5.3.5 ZIF-L膜的CO_2/CH_4渗透选择性能 |
| 5.3.6 ZIF-L膜的稳定性 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 聚合物调控生长超薄CuTCPP膜与气体分离性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 PDMS界面层的制备 |
| 6.2.2 PVA-Cu~(2+)界面层的制备 |
| 6.2.3 CuTCPP膜的制备 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 聚合物调控机理 |
| 6.3.2 CuTCPP的形貌与结构 |
| 6.3.3 PVA-Cu~(2+)界面层的形貌与结构 |
| 6.3.4 CuTCPP膜的形貌与结构 |
| 6.3.5 CuTCPP膜的CO_2/CH_4渗透选择性能 |
| 6.3.6 CuTCPP膜的稳定性 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况 |
| 致谢 |
（8）PDMS/中空纳米微球混合基质膜的制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 前言 |
| 1.1 气体分离膜技术的研究现状 |
| 1.1.1 气体分离膜技术的发展现状 |
| 1.1.2 气体分离膜技术的应用 |
| 1.1.2.1 富氧富氮 |
| 1.1.2.2 CO_2分离 |
| 1.1.2.3 天然气净化 |
| 1.1.2.4 氢气回收 |
| 1.2 气体分离膜概述 |
| 1.2.1 气体分离膜种类 |
| 1.2.1.1 按膜材料分类 |
| 1.2.1.2 按膜横截面结构分类 |
| 1.2.2 气体分离膜机理 |
| 1.2.2.1 溶解-扩散模型 |
| 1.2.2.2 孔流模型 |
| 1.2.3 气体分离膜材料性能 |
| 1.3 聚二甲基硅氧烷聚合物 |
| 1.3.1 聚二甲基硅氧烷聚合物的结构与性能 |
| 1.3.2 硅橡胶聚合物在气体分离中的应用 |
| 1.4 聚合物中空微球 |
| 1.4.1 聚合物中空微球的制备方法 |
| 1.4.1.1 自组装法 |
| 1.4.1.2 模板法 |
| 1.4.1.3 微乳液聚合法 |
| 1.4.2 聚合物微球的应用 |
| 1.4.2.1 在涂料中的应用 |
| 1.4.2.2 在生物医药中的应用 |
| 1.4.2.3 在工业领域的应用 |
| 1.5 本论文的研究内容及意义 |
| 第二章 均苯四甲酰氯和聚酰亚胺中空纳米微球的制备和表征 |
| 2.1 实验原料及设备 |
| 2.1.1 主要实验试剂 |
| 2.1.2 主要实验仪器与设备 |
| 2.2 均苯四甲酰氯和聚酰亚胺中空纳米微球的制备 |
| 2.2.1 均苯四甲酰氯的合成 |
| 2.2.2 聚酰亚胺中空纳米微球的制备 |
| 2.3 均苯四甲酰氯的表征 |
| 2.3.1 化学组成表征 |
| 2.4 聚酰亚胺中空纳米微球表征 |
| 2.4.1 化学组成分析 |
| 2.4.2 微观形貌分析 |
| 2.4.2.1 透射电子显微镜 |
| 2.4.2.2 扫描电子显微镜 |
| 2.4.3 粒径及孔径分析 |
| 2.4.3.1 激光散射粒径分布仪 |
| 2.4.3.2 小角X射线散射仪 |
| 2.4.3.3 广角X射线衍射仪 |
| 2.4.3.4 全自动物理化学吸附仪 |
| 2.5 结果与讨论 |
| 2.5.1 均苯四甲酰氯化学组成 |
| 2.5.2 聚酰亚胺中空纳米微球化学组成 |
| 2.5.3 微观形貌 |
| 2.5.4 粒径及分布 |
| 2.5.4.1 粒径分布分析 |
| 2.5.4.2 WAXD分析 |
| 2.5.4.3 SAXS分析 |
| 2.5.4.4 BET分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 PDMS/聚酰亚胺中空纳米微球混合基质膜的制备及气体渗透分离性能 |
| 3.1 实验部分 |
| 3.1.1 主要原材料及设备 |
| 3.1.2 PDMS/聚酰亚胺中空纳米微球混合基质膜的制备 |
| 3.2 PDMS/聚酰亚胺中空纳米微球混合基质膜的表征和性能分析 |
| 3.2.1 化学组成分析 |
| 3.2.2 形貌与结构分析 |
| 3.2.2.1 SEM分析 |
| 3.2.2.2 广角X射线衍射仪 |
| 3.2.3 差示扫描量热仪 |
| 3.2.4 微机控制电子万能材料试验机 |
| 3.2.5 气体渗透分离性能 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 化学组成 |
| 3.3.2 形貌与结构 |
| 3.3.2.1 自支撑照片 |
| 3.3.2.2 SEM分析 |
| 3.3.2.3 XRD分析 |
| 3.3.3 机械性能分析 |
| 3.3.4 热稳定性分析 |
| 3.3.5 气体渗透分离性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 PDMS/聚酰亚胺中空纳米微球/PEI复合膜的制备及其性能的研究 |
| 4.1 实验部分 |
| 4.1.1 主要原材料及设备 |
| 4.1.2 聚醚酰亚胺基膜的制备 |
| 4.1.3 PDMS/聚酰亚胺中空纳米微球/PEI复合膜的制备 |
| 4.2 PDMS/聚酰亚胺中空纳米微球/PEI复合膜的表征与性能测试 |
| 4.2.1 复合膜的气体渗透速率测试 |
| 4.2.2 形貌分析 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 PEI基膜及复合膜的微观形貌 |
| 4.3.2 基膜状态对复合膜气体渗透性能的影响 |
| 4.3.3 固化温度对复合膜气体渗透性能的影响 |
| 4.3.4 提拉速度对复合膜气体渗透性能的影响 |
| 4.3.5 硅橡胶浓度对复合膜气体渗透性能的影响 |
| 4.3.6 浸渍时间对复合膜气体渗透性能的影响 |
| 4.3.7 预交联时间对复合膜气体渗透性能的影响 |
| 4.3.8 复合膜的混合气测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况 |
| 致谢 |
（9）含大体积扭曲结构的聚酰亚胺的合成与性能（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 聚酰亚胺薄膜概况 |
| 1.2.1 聚酰亚胺薄膜发展历史简述 |
| 1.2.2 聚酰亚胺薄膜的发展趋势 |
| 1.3 无色透明聚酰亚胺薄膜 |
| 1.3.1 无色透明聚酰亚胺研究背景 |
| 1.3.2 影响聚酰亚胺薄膜光学性能的因素 |
| 1.3.3 无色透明聚酰亚胺分子结构设计 |
| 1.4 聚酰亚胺气体分离膜 |
| 1.4.1 气体分离膜 |
| 1.4.2 聚酰亚胺分离膜 |
| 1.4.3 Matrimid气体分离膜 |
| 1.5 生物基聚酰亚胺薄膜 |
| 1.6 本论文的研究目的及意义 |
| 1.7 本文的主要研究内容 |
| 第2章 基于4-甲基愈创木酚的聚酰亚胺的合成与性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验原料及试剂 |
| 2.2.2 测试与表征 |
| 2.2.3 生物基二酐单体合成 |
| 2.2.4 生物基聚酰亚胺合成及薄膜制备 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 单体合成 |
| 2.3.2 生物基聚酰亚胺制备 |
| 2.3.3 生物基聚酰亚胺的性能 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于异构二酐的聚酰亚胺气体分离膜 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验原料及试剂 |
| 3.2.2 测试与表征 |
| 3.2.3 聚合物合成及薄膜制备 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 单体及聚酰亚胺薄膜的制备 |
| 3.3.2 基于DAPI的聚酰亚胺的性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于含金刚烷结构二胺的无色透明聚酰亚胺 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验原料及试剂 |
| 4.2.2 测试与表征 |
| 4.2.3 含金刚烷结构二胺单体的合成 |
| 4.2.4 基于金刚烷结构二胺的聚酰亚胺的合成及CPI薄膜的制备 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 含金刚烷结构二胺单体的合成 |
| 4.3.2 基于含金刚烷结构二胺的聚酰亚胺的合成 |
| 4.3.3 基于含金刚烷结构二胺的聚酰亚胺的性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于催化芳烃-双烯成环二胺的无色透明聚酰亚胺 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验原料及试剂 |
| 5.2.2 测试与表征 |
| 5.2.3 基于催化芳烃-双烯成环二胺合成 |
| 5.2.4 基于催化芳烃-双烯成环二胺的聚酰亚胺及CPI薄膜的制备 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 单体合成 |
| 5.3.2 聚合物的合成及薄膜制备 |
| 5.3.3 基于催化芳烃-双烯成环二胺的聚酰亚胺及CPI薄膜的性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 全文总结和展望 |
| 6.1 论文的主要内容和结论 |
| 6.2 论文的不足及展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
| 作者简历 |
（10）中空纤维气体分离膜支撑层结构的优化研究（论文提纲范文）
| 学位论文面集 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 气体分离膜技术 |
| 1.2.1 膜分离技术的发展概况 |
| 1.2.2 气体分离膜技术研究进展 |
| 1.2.3 气体分离膜分离过程和传递机理 |
| 1.2.4 气体分离膜的制备方法 |
| 1.2.5 气体分离膜材料 |
| 1.3 中空纤维气体分离膜 |
| 1.3.1 中空纤维的成膜机理 |
| 1.3.2 中空纤维的膜结构 |
| 1.3.3 PAN中空纤维膜 |
| 1.3.4 聚砜中空纤维膜 |
| 1.3.5 聚醚砜中空纤维膜 |
| 1.3.6 聚酰亚胺中空纤维膜 |
| 1.3.7 橡胶态聚合物薄膜 |
| 1.4 气体分离膜的应用和评价 |
| 1.4.1 气体分离膜的应用 |
| 1.4.2 气体分离膜的评价 |
| 1.5 研究意义目的和主要内容 |
| 1.5.1 课题研究的目的 |
| 1.5.2 研究意义 |
| 1.5.3 课题的研究内容 |
| 第二章 聚丙烯腈和聚砜中空纤维气体分离膜的制备与测试表征 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验原料 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.2.3 实验操作 |
| 2.3 PAN三相图的标定 |
| 2.3.1 原料干燥 |
| 2.3.2 聚合物溶液体系的配制 |
| 2.3.3 浊点滴定 |
| 2.3.4 相平衡曲线的计算及绘制 |
| 2.4 测试与表征 |
| 2.4.1 铸膜液粘度测试 |
| 2.4.2 中空纤维膜的内外径 |
| 2.4.3 扫描电子显微镜观察中空纤维膜的表观结构 |
| 2.4.4 中空纤维膜整体孔隙率的测量 |
| 2.4.5 中空纤维膜表面的性质 |
| 2.4.6 PAN和PSF中空纤维的静态拉伸性能的研究 |
| 2.4.7 中空纤维平均孔径的测量 |
| 2.4.8 中空纤维复合膜的性能测试 |
| 2.4.9 中空纤维的配方以及纺丝条件 |
| 第三章 聚丙烯腈和聚砜中空纤维膜气体分离性能 |
| 3.1 聚丙烯腈铸膜液粘度 |
| 3.1.1 铸膜液中聚合物和添加剂的含量对铸膜液粘度的影响 |
| 3.1.2 温度对铸膜液粘度的影响 |
| 3.2 聚丙烯腈/溶剂/非溶剂体系相平衡曲线的理论研究 |
| 3.2.1 中空纤维膜相转化过程 |
| 3.2.2 PAN/DG/NMP三相图体系 |
| 3.3 聚丙烯腈(PAN)中空纤维 |
| 3.3.1 聚合物质量分数对PAN中空纤维膜的影响 |
| 3.3.2 非溶剂DG含量对膜的影响 |
| 3.3.3 芯液流速对膜的影响 |
| 3.3.4 不同收丝速度对中空纤维的影响 |
| 3.3.5 不同芯液组成对PAN中空纤维的影响 |
| 3.4 聚砜(PSF)中空纤维 |
| 3.5 PAN和PSF中空纤维的接触角分析 |
| 3.6 PAN和PSF中空纤维的力学性能 |
| 3.7 PAN和PSF中空纤维复合膜的气体渗透性能和选择性 |
| 3.8 PDMS浓度对膜性能的影响 |
| 3.9 聚砜中空纤维与聚丙烯腈中空纤维的对比 |
| 3.10 文献中报道的关于以PAN或PSF为基础的中空纤维膜或平板膜的比较 |
| 3.11 本章小结 |
| 第四章 后续处理方法对PAN中空纤维的影响 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验材料及仪器 |
| 4.2.2 PAN中空纤维膜的选择 |
| 4.3 探究水更换次数对中空纤维溶剂交换的影响 |
| 4.4 探究溶剂交换过程中甲醇和正己烷交换次数对PAN中空纤维膜气体通量的影响 |
| 4.5 探究溶剂交换中甲醇与正己烷对中空纤维丝的影响 |
| 4.5.1 膜水通量和溶剂通量的测定 |
| 4.5.2 不同溶剂通过膜的通量 |
| 4.6 探究冷冻干燥、溶剂交换对PAN中空纤维膜丝的影响 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 论文结论与工作展望 |
| 5.1 论文结论 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 科研成果及已发表的学术论文 |
| 作者和导师简介 |
| 附件 |
四、聚醚酰亚胺中空纤维气体分离膜及其结构的研究（论文参考文献）
- [1]P84中空纤维及其无缺陷中空纤维的研究[D]. 王少康. 北京化工大学, 2021
- [2]小规模CO2-EOR采出气膜法提纯工艺及特性研究[D]. 王婷. 青岛科技大学, 2021(01)
- [3]面向氧氮分离的聚醚嵌段聚酰胺磁性膜制备及性能研究[D]. 康雪婷. 江南大学, 2021(01)
- [4]含苯基联嘧啶和二螺芴蒽结构的自具微孔聚合物的制备及其性能研究[D]. 韩小崔. 吉林大学, 2021(01)
- [5]含螺二（苯并环烷）结构的聚酰亚胺制备及气体分离性能研究[D]. 王书丽. 吉林大学, 2021(01)
- [6]聚醚酰胺混合基质膜的制备及气体分离性能研究[D]. 陈伊星. 兰州理工大学, 2021(01)
- [7]聚合物支撑型超薄金属—有机骨架膜制备及其气体分离性能研究[D]. 梁跃耀. 天津工业大学, 2021(01)
- [8]PDMS/中空纳米微球混合基质膜的制备及性能研究[D]. 曹倩倩. 天津工业大学, 2021(01)
- [9]含大体积扭曲结构的聚酰亚胺的合成与性能[D]. 苗杰. 中国科学技术大学, 2020(01)
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