功能炭分子筛膜的理性设计、制备及应用

摘要

以聚酰胺酸为有机前驱,金属醇盐、沸石分子筛、介孔硅等为功能掺杂物,采用溶胶-凝胶法、超声共混等方法,制备了炭/纳米氧化物、炭/沸石分子筛、炭/介孔硅等系列功能炭分子筛膜材料。采用高分辨透射电镜(TEM)及气体渗透技术对膜的微结构及气体分离性能进行了表征。研究发现:通过对炭分子筛膜前驱进行理性设计,将功能粒子或基团引入炭分子筛膜的机前驱,可以有效改善炭分子筛膜的内部结构及其分离性能。通过控制掺杂物的种类、含量、以及制备方法,可以有效调节所制备的功能膜材料对不同气体分子的渗透系数。该种功能膜材料可以广泛应用于氢气的回收、空气中氧气/氮气的分离以及烟道气中二氧化碳的脱除等领域。