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《納米孔碳膜的制備及性能研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、2005年2月中文摘要本文用高溫?zé)峤飧呔畚锏姆椒ㄖ苽浼{米孔碳膜，用來(lái)分離小分子氣體，如：H2，He，CH4，C02和N2。利用單質(zhì)氣體的滲透率來(lái)計(jì)算納米孔碳膜對(duì)各氣體的理想分離系數(shù)。碳膜的制各我們主要用以下兩種方法：以鋁溶膠修飾過(guò)的pAl203管或不銹鋼管為支撐體，以聚酰亞胺的吡咯烷酮溶膠為前驅(qū)體，在惰性氣體氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，于600～7000C下直接碳化前驅(qū)體制備碳膜，并通過(guò)改變碳化的條件，來(lái)考察其氣體分離的效果。結(jié)果表明所制得的膜主要以努森擴(kuò)散的機(jī)理進(jìn)行氣體傳質(zhì)。將含鎳的化合物溶解于聚酰亞胺溶膠中，形成含鎳的前驅(qū)體，以修飾過(guò)的多孔a—A1203管為支撐體，通過(guò)高溫碳化
2、高聚物和鎳催化C1-14裂解進(jìn)行氣相沉積相結(jié)合的方法制備納米孔分子篩膜，運(yùn)用測(cè)定單氣體的滲透率來(lái)表征膜的分離性能，并與不加鎳情況下制得的碳膜相比較。此種方法下H2／N2和H2／CH4的理想分離系數(shù)分別為8．4和14，遠(yuǎn)大于按努森擴(kuò)散下的理論分離系數(shù)，表明是按分子篩分的機(jī)理進(jìn)行氣體分離。試驗(yàn)結(jié)果表明加鎳制碳膜法一次炭化過(guò)程就可以獲得結(jié)構(gòu)完整，分離性能較好的納米孔碳膜，大大降低制膜成本和時(shí)間。此外，對(duì)支撐體，前驅(qū)體和碳膜進(jìn)行了一系列的表征，如空隙率，孔徑分布的測(cè)定，F(xiàn)T-IR，XRD，SEM．EDX的分析，氣體滲透率與溫度壓強(qiáng)的關(guān)系。關(guān)鍵詞：納米孔碳膜；氣相沉積；鎳催化裂
3、解；一次碳化ABSTRACTNanoporouscarbonmembraneswerepreparedbycarbonizingpolymersathightemperaturethroughtwodifferentmethodsanditsseparationperformancewasinvestigatedforsmallmoleculesgases，suchasH2，He，C02，N2，CH4．Meanwhile，idealseparationfactorwerecalculated，baseonthepermeanceofpuregases．Stainles
4、ssteeltubeand¨A1203tubemodifiedandcleanedbymeansofsol—geltechniquewerechosenassupports．Nanoporouscarbonmembraneswerepreparedthroughpyrolyzingprecursor(polyimidewithN—methyl-pyrrolidoneassolvents)at6000C-7000Cundertheconditionofflowingnitrogengasfflowrate：45ml／min)．Theinfluenceofcarbonat
5、ionconditiononseparationperformancewereinvestigated，theresultsshowedthatthediffusionofgasthroughthemembranewasmainlycontrolledbythemechanismofKnudsendiffusion．DissolvingNim03)2‘6H20inpolyimideandN—methyl—pyrrolidone，withmodifiedc【一A1203tubeassupport，nanoporouscarbonmembraneswereprepared
6、bymeansofthecombinationofthecarbonizingathightemperaturewithcatalyticdecompositionofmethaneusingtheNi／polyimideastemplate．Thedifferencebetweennanoporouscarbonmembraneswithnickelandwithoutnickelshowedthattheintroductionofnickelimprovesthestructureofmembraneandlowerthetimeandcosts．Meanwhi
7、le，idealseparationfactorofH2／N2，H2／CH4were8．4and14，largerthantheoreticalvalueofKnudsendiffusion．Diffusionofgasthroughthemembranewasmainlycontrolledbythemechanismofmolecularsieving．Support，precursorandnanoporouscarbonmembraneswerecharacterizedbyFT-IR，XRDandSEM—EDX．Theeffectofthe
