噴涂法制備聚芳醚酮基復(fù)合炭膜的研究.pdf

1、炭膜是具有分子篩分功能的新型膜材料，與聚合物膜相比，炭膜具有高通量、耐化學(xué)腐蝕、耐高溫等優(yōu)點，在氣體分離領(lǐng)域有巨大潛力。同時炭膜又因機械強度差，氣體滲透通量不能滿足工業(yè)要求，限制其大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。支撐體復(fù)合炭膜具有高的機械強度，又具有高的滲透通量，是炭膜實現(xiàn)工業(yè)化的理想結(jié)構(gòu)。分子鏈中具有cardo基團聚芳醚酮(PEK-C)，其分子剛性大，制備的膜分子鏈堆積密度小，氣體通量大，是制備炭膜的優(yōu)良前驅(qū)體。噴涂量可精確控制、重復(fù)性好、操作簡單

2、、易于工業(yè)化放大，可作為規(guī)?；苽涮磕さ挠行侄?。
　　本文以聚芳醚酮為前驅(qū)體料液，首先利用刮涂法制備均質(zhì)膜，考察其本征性能，利用自主設(shè)計的噴涂裝置，在實驗室自制的支撐炭膜表面附著分離層，制備復(fù)合炭膜，系統(tǒng)地考察了噴涂工藝（鑄膜液粘度、支撐體的孔結(jié)構(gòu)及浸潤性、PEK-C的含量、加熱輥溫度、支撐體表面料液擔(dān)載量）和熱處理工藝（預(yù)處理溫度、炭化溫度）對復(fù)合膜結(jié)構(gòu)和性能的影響，結(jié)果表明:
　　PEK-C具有良好的熱穩(wěn)定性，440℃

3、后熱失重增大，700℃時失重率達到40％，在預(yù)處理過程中，主要發(fā)生分子交聯(lián)，440℃是適宜的預(yù)處理溫度，既有高的交聯(lián)反應(yīng)速度，同時不會發(fā)生過度交聯(lián)使膜的孔結(jié)構(gòu)遭到破壞。600℃炭化制備的炭膜其O2、 N2通量較大，選擇性較高。
　　噴涂工藝和熱處理工藝對復(fù)合炭膜的形貌和氣體滲透性能有重要影響。鑄膜液粘度越低，霧化質(zhì)量越好;鑄膜液在支撐體表面潤濕性能越好、分離層與支撐體結(jié)合性能越好;支撐體孔徑越小且分布均勻、鑄膜液含量適宜，制備的分