氣體分離碳膜的制備及性能研究.pdf

1、碳膜分離技術(shù)作為分離過程的一種重要方法，在氣體分離上的研究取得了突破性進(jìn)展。分子篩碳膜的氣體分離能力遠(yuǎn)大于聚合物膜，在耐高溫、耐有機(jī)溶劑及蒸汽、耐酸堿等性能上均優(yōu)于聚合物膜，因此與之相關(guān)的研究具有廣闊的應(yīng)用前景。 本文以聚酰亞胺為原料，在600℃下利用高溫裂解方法制備碳膜。通過對一系列小分子氣體(如：H2，CH4，CO2，N2)的滲透率測試，并計算碳膜對各氣體的理想分離系數(shù)。同時考察了碳膜制備過程中的各種影響因素。例如，碳化升溫

2、速率、高分子膜制備方法對碳膜分離性能的影響等。 本文所用的碳膜制備方法主要為以下兩種： 第一，以鋁溶膠修飾過的多孔陶瓷管為支撐體，以聚酰亞胺的吡咯烷酮溶膠為前驅(qū)體，通過直接碳化的方法制備碳膜。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，該制備方法制得的碳膜在分離過程中，氣體的傳質(zhì)主要以努森擴(kuò)散機(jī)理進(jìn)行。 第二，通過高溫碳化高聚物和鎳催化CH4裂解相結(jié)合的方法，制備氣體分離碳膜。通過碳膜的性能測試結(jié)果表明，H2/N2與H2/CH4的理想分離系數(shù)分