發(fā)布時(shí)間：2024-06-12 01:50

　　固有微孔高分子(PIMs)具備有機(jī)材料易于加工的特性和分子篩材料的微孔特征,是大規(guī)模CO₂捕集過程極具潛力的膜材料之一。然而,受限于較低的分離選擇性,PIMs膜難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。本論文以固有微孔高分子為研究對象,以簡便溫和的浸涂法和物理共混法為技術(shù)手段,圍繞如何提高固有微孔高分子膜選擇性這一關(guān)鍵問題,從經(jīng)典的溶解-擴(kuò)散機(jī)制出發(fā),提出通過調(diào)控膜表面結(jié)構(gòu)或主體結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)溶解選擇性或擴(kuò)散選擇性強(qiáng)化的策略,實(shí)現(xiàn)了固有微孔高分子膜選擇性的大幅提升和CO₂/CH₄的高效分離,為高性能碳補(bǔ)集膜的規(guī)�；�制備奠定基礎(chǔ)。主要研究內(nèi)容如下:膜表面結(jié)構(gòu)調(diào)控及溶解選擇性強(qiáng)化:受多酚化學(xué)啟發(fā),采用浸涂法在PIM-1膜表面構(gòu)建單寧酸分子層,對膜表面結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)控。單寧酸在各種基體表面具優(yōu)異的粘附性,易于在PIM-1膜表面形成穩(wěn)定的涂層;單寧酸分子中豐富的極性含氧官能團(tuán)賦予膜表面優(yōu)異的CO₂親和特性,可促進(jìn)目標(biāo)氣體分子CO₂在膜表面的溶解,從而實(shí)現(xiàn)溶解選擇性強(qiáng)化。實(shí)驗(yàn)證明,在2 mg/ml單寧酸溶液中浸泡4...

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 研究背景
        1.1.1 碳捕集的意義
        1.1.2 碳捕集技術(shù)概述
    1.2 CO₂分離膜的分離機(jī)制
        1.2.1 溶解擴(kuò)散機(jī)制
        1.2.2 尺寸篩分機(jī)制
        1.2.3 促進(jìn)傳遞機(jī)制
    1.3 CO₂分離膜材料
        1.3.1 有機(jī)高分子膜
        1.3.2 無機(jī)膜
        1.3.3 混合基質(zhì)膜
    1.4 固有孔高分子膜研究進(jìn)展
        1.4.1 膜表面結(jié)構(gòu)調(diào)控
        1.4.2 膜主體結(jié)構(gòu)調(diào)控
    1.5 論文選題與研究思路
第2章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)原料和設(shè)備
        2.1.1 主要實(shí)驗(yàn)試劑
        2.1.2 主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備
    2.2 實(shí)驗(yàn)方法
        2.2.1 膜及納米填充劑表征手段
        2.2.2 膜分離性能評價(jià)實(shí)驗(yàn)
    2.3 本章小結(jié)
第3章 PIM-1 膜表面結(jié)構(gòu)調(diào)控及溶解選擇性強(qiáng)化
    3.1 引言
    3.2 高分子合成及膜的制備
        3.2.1 固有孔高分子的合成
        3.2.2 復(fù)合膜的制備
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 復(fù)合膜的表征
        3.3.2 膜氣體分離性能
    3.4 本章小結(jié)
第4章 PIM-1 膜主體結(jié)構(gòu)調(diào)控及擴(kuò)散選擇性強(qiáng)化
    4.1 引言
    4.2 ZIF-7/NH₂-ZIF-7 納米填充劑及膜的制備
        4.2.1 ZIF-7/NH₂-ZIF-7 納米顆粒的合成
        4.2.2 混合基質(zhì)膜的制備
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 ZIF-7/NH₂-ZIF-7 納米填充劑表征
        4.3.2 混合基質(zhì)膜的表征
        4.3.3 膜氣體分離性能
    4.4 改進(jìn)的Maxwell模型
    4.5 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    5.3 研究工作展望
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝



本文編號：3993040