高性能NaA分子筛_聚酰亚胺复合分离膜的制备及表征
聚酰亚胺气体分离膜
聚酰亚胺气体分离膜聚酰亚胺气体分离膜是一种高效的薄膜材料,具有广泛的应用前景。
它可以通过选择性渗透的方式将混合气体中的某些组分分离出来,实现气体的纯化和回收利用。
本文将从聚酰亚胺气体分离膜的原理、制备方法和应用领域等方面进行介绍。
聚酰亚胺气体分离膜的分离原理是基于渗透和扩散的过程。
膜材料具有微孔结构,其中包含许多纳米级的孔道。
当混合气体通过膜材料时,由于不同气体分子的大小、极性和溶解度等性质的差异,它们在膜孔道中的渗透速率也不同。
通过调整膜材料的孔径大小和表面性质,可以实现对不同气体的选择性分离。
聚酰亚胺气体分离膜的制备方法多种多样,常见的包括浸渍法、拉伸法和层压法等。
浸渍法是将聚酰亚胺溶液浸渍在多孔支撑层上,并通过干燥和热处理等工艺形成薄膜。
拉伸法则是将聚酰亚胺溶液涂覆在平板上,然后通过拉伸将其形成薄膜。
层压法是将聚酰亚胺薄膜与多孔支撑层通过热压等工艺互相粘合。
这些方法各有优劣,可以根据具体需求选择适合的制备方法。
聚酰亚胺气体分离膜在许多领域都有广泛的应用。
首先,在石油化工行业中,聚酰亚胺气体分离膜可以用于油气田中的天然气脱水和脱硫,实现高纯度天然气的提取。
其次,在环保领域,聚酰亚胺气体分离膜可以用于废气处理和气体回收,减少对环境的污染。
此外,聚酰亚胺气体分离膜还可以用于气体分析、气体储存和气体传感器等领域。
然而,聚酰亚胺气体分离膜也面临一些挑战和限制。
首先,膜材料的稳定性和耐久性需要进一步提高,以满足长期运行的要求。
其次,膜材料的制备成本较高,需要进一步降低成本,以促进其商业化应用。
此外,膜材料的选择性和通量之间存在一定的矛盾,需要在此方面进行权衡和优化。
聚酰亚胺气体分离膜是一种具有潜力的膜材料,可以实现混合气体的高效分离和纯化。
通过调整膜材料的结构和制备方法,可以实现对不同气体的选择性分离。
聚酰亚胺气体分离膜在石油化工、环保和气体分析等领域具有广泛的应用前景。
然而,该技术仍面临一些挑战和限制,需要进一步研究和改进。
高分子膜材料及其制备
CH3 C C CH3 n H3C Si CH3
气体膜材料--高分子血卟啉钴
这种高分子络合物在特定的条件下可成膜且固化 迅速, 用于分离O2/N2混合物独具特色。它最突出的 特点是能在数月的连续操作中维持与氧的结合能力, 因此具有很大的实用价值。这种膜对气体分子的选择 性可以通过改变络合物的化学结构来调整。
膜分离基础与材料
高分子膜及其制备
膜材料
膜是膜技术的核心,膜的功能是由膜材料的化学性质
膜技术中待解决的问题
尽管膜分离技术在工业中获得了广泛的应用,但是人们对膜
膜材料分类
构成膜的元素 无机膜材料 :多孔石英玻璃、多孔陶瓷、多孔钨(金属薄膜 有机高分子膜材料 应用领域: 液体分离膜材料:MF\UF\NF\RO 气体分离膜材料:GS\PV 荷电膜材料 :\ED\BPED
气体分离膜材料
①聚酰亚胺 ②聚芳香醚 ③聚三甲基硅-1-丙炔 ④高分子血卟啉钴
气体分离膜材料—聚酰亚胺
聚酰亚胺(PI)是具有优异的耐热性、耐溶剂性和机械性能的玻 璃态聚合物,同时有优良的气体分离性能。 PI的高气体选择性是由它特有的化学结构所决定的。由于聚酰 亚胺链间柱形结构 的存在,能按照气体分子动力学直径即“分子 筛分”机理来对气体混合物进行分离。
液体分离膜材料- 聚砜类
这种聚合物的一般结构为R1-SO2-R2,若其中R1和 R2至少有一个带有苯环则称芳香聚砜,否则为脂肪 族聚砜。其中芳香聚砜是RO和UF的重要的一类膜 材料,有足够大的分子量,又能和DMF、DMAc和 NMP等有良好的相溶性,同时由于其性能稳定、机 械强度好,也是许多复合膜的支撑材料。
211171498_聚酰胺复合膜微孔支撑基底的研究进展
化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2023 年第 42 卷第 4 期聚酰胺复合膜微孔支撑基底的研究进展赵珍珍1,郑喜1,王雪琪1,王涛1,冯英楠1,任永胜2,赵之平1(1 北京理工大学化学与化工学院,北京 102488;2 宁夏大学化学化工学院,省部共建煤炭高效利用与绿色化工国家重点实验室,宁夏 银川 750021)摘要:通过界面聚合法获得的聚酰胺复合膜在污废水处理、海水淡化等领域得到广泛应用,然而聚酰胺复合膜的结构对其应用起到关键作用,以往研究多数聚焦在分离层,而对复合膜微孔支撑基底的研究相对较少。
研究表明,微孔基底的物化特征对于聚酰胺分离层结构的形成及复合膜性能起着至关重要的影响作用。
为此,本文从支撑基底的制备工艺出发,围绕微孔基底的不同改性手段,介绍了传统基底改进方法和新型基底的材料与结构,并探讨了基底结构对压力驱动膜(纳滤、反渗透)与渗透压驱动膜(正渗透)分离层结构与性能的影响。
分析表明,具有高孔隙率、亲水性好的微孔基底可有效调控界面聚合过程中单体的储存与扩散,有利于获得高渗透和高选择性能的聚酰胺复合膜。
因此,未来仍需从聚合物材料及纳米改性等几个方面,发展更具潜力的微孔基底材料与结构,以推动聚酰胺复合膜的应用发展。
关键词:支撑基底;界面聚合;聚酰胺复合膜;膜结构优化中图分类号:TQ 028.8 文献标志码:A 文章编号:1000-6613(2023)04-1917-17Research progress on microporous supporting substrate of polyamidecomposite membraneZHAO Zhenzhen 1,ZHENG Xi 1,WANG Xueqi 1,WANG Tao 1,FENG Yingnan 1,REN Yongsheng 2,ZHAO Zhiping 1(1 School of Chemistry and Chemical Engineering, Beijing Institute of Technology, Beijing 102488, China;2State Key Laboratory of High-efficiency Utilization of Coal and Green Chemical Engineering, Department ofChemistry & Chemical Engineering, Ningxia University, Yinchuan 750021, Ninigxia, China)Abstract: Polyamide composite membrane fabricated by interfacial polymerization has been widely used in wastewater treatment, seawater desalination and other fields. However, the structure of polyamide composite membrane plays a key role in its application. Most of the previous studies focused on the selective layer, while there are relatively few studies concentrated on the microporous substrate of the composite membrane. The results show that the physicochemical characteristics of microporous substrate exhibit a great influence on the formation of polyamide selective layer and the corresponding properties of the resultant composite membrane. Therefore, this review first introduced the preparation technologies of the substrate, then focused on the different modification methods of the microporous substrate, including the traditional substrate improvement method and the material and structure of the new substrate. Furthermore,综述与专论DOI :10.16085/j.issn.1000-6613.2022-1082收稿日期:2022-06-09;修改稿日期:2022-07-26。
面向工业过程碳减排的分子筛膜技术研究进展
化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2022年第41卷第3期面向工业过程碳减排的分子筛膜技术研究进展张春,王学瑞,刘华,高雪超,张玉亭,顾学红(南京工业大学化工学院,材料化学工程国家重点实验室,江苏南京211800)摘要:我国工业过程碳排放占比高达70%,实施节能增效、替代燃料、CO 2捕集等是实现工业过程碳减排的重要路径。
高效膜分离技术已成为过程工业节能减排和环境治理的共性支撑技术。
本文围绕碳减排目标,结合本文作者课题组在分子筛膜领域的相关工作,重点论述分子筛膜分离技术在有机溶剂脱水、清洁能源生产、CO 2分离和反应过程强化等领域的研究进展。
基于本文作者课题组十余年的有机溶剂脱水产业化工作,提出降低膜装备投资的中空纤维分子筛膜技术路线、强化分子筛膜应用技术研究是实现大规模工业应用的关键。
分子筛膜在工业气体分离领域仍属空白,加强高硅/全硅分子筛膜的制备及其在复杂组成气体的分离应用研究,对推动分子筛膜气体分离的实际应用至关重要。
关键词:分子筛膜;碳减排;有机溶剂脱水;CO 2分离;H 2分离;膜反应中图分类号:TB39文献标志码:A文章编号:1000-6613(2022)03-1376-15Progress of zeolite membranes for reduction of carbon emission inindustrial processesZHANG Chun ,WANG Xuerui ,LIU Hua ,GAO Xuechao ,ZHANG Yuting ,GU Xuehong(State Key Laboratory of Materials-Oriented Chemical Engineering,College of Chemical Engineering,Nanjing TechUniversity,Nanjing 211800,Jiangsu,China)Abstract:Carbon emissions from industrial processes account for up to 70%in China.Energy saving and efficiency enhancement,clean fuels,CO 2capture,etc.are the key pathway to achieve carbon emission reduction in industrial processes.High-efficient membrane separation has been deemed as a generic technology for energy saving,emission reduction and environmental protection.Focusing on carbon emission reduction,this paper summarized the main research progress in our group including organicsolvent dehydration,clean fuel production,CO 2separation,and chemical reaction intensification using zeolite membranes.Based on the more than ten years of experience on organic solvent dehydration,we proposed hollow fiber zeolite membranes for lower investment and membrane process optimization,whichwould be the key point for large-scale application.Since there is no practical application for industrial gas separation,it is highly desired to strengthen the preparation of high-/all-silica zeolite membranes and the separation of complex gas mixture.This would prove the way of zeolite membrane to practical applicationfor gas separation.特约评述DOI :10.16085/j.issn.1000-6613.2021-2353收稿日期:2021-11-16;修改稿日期:2021-12-31。
聚酰亚胺纳滤膜简介及性能表征
聚酰亚胺纳滤膜简介及性能表征魏亮亮安康学院化学化工系725000摘要随着膜分离技术的不断发展,生产具有稳定性能的纳滤膜迫在眉睫,目前主要的膜分离技术有反渗透(RO),超滤(UF),微滤(MF),透析(Dialysis),电渗析(ED)以及渗透汽化(PV)。
纳滤(NF)是介于反渗透和超滤之间的一种膜分离技术。
由于其操作压力较低, 对一、二价离子有不同选择性, 对小分子有机物有较高的截留性等特点, 所以近年来发展较快, 国外膜与膜组器已商品化, 因此本文主要介绍聚酰亚胺纳滤膜的制备及其简单的性能评价![关键词]:聚酰亚胺,纳滤膜,性能表征Polyimide Nanfiltration membrane profile and the performancecharacterizationWei LiangliangAnKang university Department of Chemistry and Chemical Engineering 725000With the continuous development of the membrane separation technology, the production of the stability of the nanofiltration membrane is around the corner, at present the main membrane separation technology have reverse osmosis (RO), ultrafiltration (UF), the micro filter (MF), Dialysis (Dialysis), electrodialysis (ED) and pervaporation (PV). Nanofiltration (NF) is between the reverse osmosis and ultrafiltration membrane separation technology. Because its operating pressure is low, the price of one, two have different ion selective, organic matter of small molecules have higher intercept characteristics, so have fast development in recent years, foreign film and film group is already commercialization, so this paper mainly introduces the polyimide nanofiltration membrane preparation and simple performance evaluation.[key words] : polyimide, nanofiltration membrane, performance characterization目录聚酰亚胺纳滤膜简介及性能表征 (i)摘要 (i)前言 (1)1 耐溶剂纳滤膜 (1)1.1耐溶剂纳滤膜的提出 (1)1.2耐溶剂纳滤膜的膜材料及制备 (2)1.2.1聚酰亚胺膜 (2)1.2.2商品化耐溶剂纳滤膜 (3)2 聚酰亚胺 (3)2.1聚酰亚胺简介 (3)2.2聚酰亚胺分离膜的应用 (4)3聚酰亚胺膜的制备 (4)3.1聚酰亚胺膜的制备过程和方法 (4)3.2聚酰亚胺膜的结构与性能表征方法 (5)3.2.1 SEM表面及断面形貌表征 (5)3.2.2 ATR—FTlR表征 (5)3.2.3 膜耐溶剂性能表征 (5)3.2.4 膜渗透及截留性能表征装置 (6)结论 (7)主要参考文献 (8)前言膜分离技术是利用具有特殊分离性的有机高分子材料或无机材料,形成不同形状结构的膜,在一定驱动力作用下,使双元或多元组份透过膜的速率不同而实现分离或特定组份富集的方法。
高性能NaA分子筛_聚酰亚胺复合分离膜的制备及表征
高性能NaA分子筛-聚酰亚胺复合分离膜的制备及表征*袁文辉1,陈华荣1,常然然1,李 莉2(1.华南理工大学化学与化工学院,广东广州510640;2.华南理工大学环境科学与工程学院,广东广州510640)摘 要: 采用微波加热法在α-Al2O3载体表面合成了NaA分子筛膜,通过对其浸渍镀膜及亚胺化处理制备出致密NaA分子筛-聚酰亚胺(PI)复合分离膜。
采用XRD、FT-IR、SEM分析手段和气体渗透实验对NaA分子筛-PI复合膜进行了表征。
考察了NaA分子筛膜与NaA分子筛-PI复合膜的形貌、结构和渗透性能差异。
XRD结果表明,载体表面只有NaA分子筛生成;FT-IR结果表明,NaA分子筛膜表面已成功镀上PI膜;SEM结果显示,NaA分子筛-PI复合膜表面颗粒相互联结呈孪生态,膜厚约10μm,膜层致密、均匀、平整;在不同温度下对H2、O2、N2和C3H8进行气体渗透测试,结果表明,473K条件下NaA分子筛-PI复合膜对H2的渗透率仅7.86×10-8 mol/m2·s·Pa,较NaA分子筛膜低,而H2/C3H8的分离系数则高达17.24,远大于NaA分子筛膜(9.22)。
关键词: 微波加热;NaA分子筛膜;聚酰亚胺;复合膜;理想分离系数中图分类号: O614文献标识码:A文章编号:1001-9731(2011)03-0505-041 引 言在当前能源紧张、生态环境恶化的条件下,膜分离技术由于兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能,又有高效、节能、环保等特征[1],目前已广泛应用于食品、医药、生物、环保、化工、能源等领域,成为当今分离科学中最重要的手段之一。
分子筛膜具有优良的热稳定性、化学稳定性以及较好的机械强度,且分离性能大大优于有机膜,因而备受人们的关注[2-5]。
八元环的NaA分子筛,其孔径在0.4nm左右[6],接近或小于低碳烃类分子的动力学直径,所以H2、N2、H2O和低碳烃类的分离有望通过分子筛分而获得良好的分离效果,但分子筛膜表面缺陷仍然是限制其发展的瓶颈。
工作设想
1.对岗位的认识我认为科研助理的工作职责主要包括以下几个部分:(1)协助领导进行科研工作的日常管理(2)协助领导组织本部门科研项目的申报、立项过程管理、项目验收、鉴定及项目报奖等工作;(3)协助领导做好学生管理工作(4)负责科技信息收集、科研统计工作(5)负责科研档案建立与管理工作(6)负责学术报告、专着资助、论文及论着的奖励申报工作(7)完成领导交办的其它科研与学科建设管理工作。
科研助理工作成绩的好坏直接影响到整个团队科研工作的进程。
因此我认我认为一名优秀的科研助理应具有以下素质:1.高度的政治责任感和敬业精神2.厚实的专业知识与业务能力并重3.高效高质量的办事效率4.良好的团队合作精神及服务意识5.良好的科技人员工作者形象竞聘人对1优势:性格坚强而独立适应能力强自学能力强做事有始有终2.劣势:工作经验较少管理经验较少社会经验不丰富关于复合型科研管理人员素质要求的思考文章作者:张昊鹏作者单位:点击:1698???长期以来,科研管理人员素质普遍不高的问题一直存在。
随着科研单位改革的深入,对于科研管理人员的素质要求也会越来越高。
一般而言,科研管理人员是指在科研活动中制订、执行有关计划,了解和研究有关学科状况和问题、组织科研活动的专职人员。
???在市场经济体制下,科研单位的任务就是出优秀成果和优秀人才,而管理部门的工作中心也就是服务于科研、服务于出成果和出人才。
当前,科研单位都认识到,要树立这样的大科研意识,提高管理效率,除了有一批精干的研究人员外,还要求有一批精干的管理人员。
所以,不少部门引进一批高学历或有经验的管理人员,旨在充实管理队伍。
但是仅依靠个别"尖子"是不够的,还要从人才培养的战略高度看待管理人员提高素质的问题。
当前,要使计划经济体制下的单一行政化的管理人员向新阶段的复合型管理人员过渡,以推动实现科研体制的转变,建立现代科研新体制,以适应社会主义市场经济条件下的科学研究,现代科研管理人员应向复合型管理人员转变。
10级热工信息检索电子资源实习题(1)(2)
10级热工专业信息检索实习题第一部分中文电子资源实习题说明:1.按以下实习报告的格式撰写实习报告;2.检索结果须记录检索的总条目;拷贝已完成检索策略(在检索介面选定检索途径、输入检索词及逻辑组配关系等)的检索介面;将检索结果复制3-5条并整理成题录(题录按教材后面的参考文献的格式写)一、查看本人的借书情况(记录借书册数);借书2本二、图书馆书目查询课题:热工专业方面的书检索途径(1、题名;2、分类TQ174):《热工测量及仪表》 TK31/15.7检索词:热工检索结果:三、检索课题:热工专业的发展前景网站(任选一个搜索引擎):百度 检索途径:网页关键词检索表达式:关键词=热能与动力工程的发展前景检索结果:/view/b85252691eb91a37f1115c10.html热能与动力工程专业将重点围绕国家能源战略,以“新能源、核能、智能电网、常规能源、节能减排”为主线,培养能适应国家能源领域(尤其是电力行业)快速发展要求的高级研究应用型人才。
本专业学生主要学习动力工程及工程热物理的基础理论,学习各种能量转换及有效利用的理论和技术,将在工程设计与科学研究能力、外语与计算机应用能力、分析和解决问题能力、吸收和再创新能力等方面得到全面培养和锻炼。
四、检索课题:热工材料方面的电子书网站:超星数字图书馆检索途径:超星数字图书馆书名检索词:热工材料检索表达式:书名=热工 and 书名=材料检索结果:1.http://sslibbook/fenlei.jsp?sm=adv&username=jxjdztcxy五、检索课题:周健儿2008年在《中国陶瓷》上发表的论文检索网站:CNKI数据库:中国期刊全文数据库检索途径:作者日期来源期刊检索词:周健儿 2008 中国陶瓷检索表达式:作者=周健儿来源期刊=中国陶瓷检索年限:2008检索结果:/KNS/brief/result.aspx?dbPrefix=CJFQ1.陶瓷微滤膜处理含油污水的反冲洗研究INVESTIGATION OF BACK-FLUSHING USED IN OIL IN WATER EMULSION BY CCERAMIC MICRO-FILTRATION MEMBRANE引言陶瓷微滤膜处理含油废水具有操作稳定、出水水质好、占地面积小、扩建方便、正常工作时不消耗化学药剂、不产生新的污泥以及回收油质量比较好等优点,在含油废水处理中已日益显示出极强的竞争力。
聚酰亚胺薄膜的制备及表征
定量称取 PMDA、 ODA 和 DMF, PMDA 与 ODA 的摩尔比 控制在 1畅1 ~1畅2 之间, 按实验设计步骤, 通入氮气, 将 ODA 加入 DMF 中搅拌 20 min, 使 ODA 全部溶解, 然后将 PMDA 缓 慢加入到烧瓶中, 搅拌均匀, 反应温度控制在 35 ~40 ℃之间,
反应 4 h 后得到聚酰胺酸(PAA) 溶液。
1畅3 聚酰亚胺薄膜的制备
将醋酸酐、 DMF 按照一定的配比混合, 然后与聚酰胺酸溶 液以 100砄30 ~100砄40 的质量比混合, 在 0 ℃以下环境中搅拌 均匀, 用涂布器在离型膜上涂膜, 先后放入 120 ℃和 300 ℃烘 箱中, 脱水固化后得到聚酰亚胺薄膜。
3畅3 剥离强度分析
剥离强度是指粘贴在一起的材料, 从接触面进行单位宽度 剥离时所需要的最大力。 它可以反应材料的粘接强度。 将聚酰 胺酸在低温烘箱中放置 50 s, 在高温烘箱中放置 60 s 制得聚酰亚 胺薄膜, 根据剥离强度标准, 用 涂布器调整合适厚度涂胶, 在
图 2 聚酰亚胺薄膜的 TGA Fig畅2 The TGA of polymide films
从图 2 中可以看出, 聚酰亚胺从 400 ℃的时候可以热分解, 在 450 ℃时分解速度最快, 说明该聚酰亚胺薄膜可以承受的最 高温度为 400 ℃, 可以应用在大部分高温场合。
4 结 论
(1) 凝胶膜成膜时间对聚酰亚胺薄膜的抗张强度有影响, 成膜时间过长或过短都会降低薄膜的抗张强度, 成膜时间为 50 s 时薄膜的抗张强度最大。
[4] 任小龙,国外聚酰亚胺 薄膜工业发展 概况[ J] .绝 缘 材 料,2012,45 (6) :34 -42.
[5] ZHANG Q Y,CHENG,ZHANG S B.Synthesis and properties of novel soluble polyimedis having a spirobisindane linked dianhydride unit [ J] . Polymer,2007,48:2250 -2256.
【国家自然科学基金】_naa分子筛_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140801
2011年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34
科研热词 naa分子筛膜 渗透汽化 脱水 微波加热 分子筛膜 颗粒 预处理 醇溶液 转动方式 表征 药品生产 膨胀型阻燃剂 聚酰亚胺 理想分离系数 溶媒 氯丁橡胶 氢气分离 有机功能化 扫描电子显微镜 异丙醇 干-湿法纺丝 复合膜 合成样品 医药工业 制药业 分子筛 二次生长法 中空纤维支撑体 中空纤维 α -al2o3 naa沸石膜 naa zeolite membrane, isopropanol, dehyd naa cr系统
2014年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8
科研热词 脱水 渗透汽化 扩散 吸附 乙二醇 naa分子筛 naa/pan复合膜 dmf/h2o溶液
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1
2008年 序号 1 2 3 4 5
科研热词 选择性氧化 膜催化剂 乙烯 一氧化碳 naa分子筛
推荐指数 1 1 1 1 1
2010年 序号 1 2 3 4 5
科研热词 推荐指数 聚醚酰亚胺-naa分子筛/α -al2o3复合载体 1 渗透汽化 1 微波水热合成 1 功能材料 1 naa分子筛膜 1
推荐指数 4 3 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2012年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8
科研热词 naa分子筛膜 蒸气渗透 脱水 热浸渍法 热浸渍提拉晶种法 渗透蒸发 乙醇脱水 一氯甲烷
推荐指数 2 1 1 1 1 1 1 1
纳米NaY分子筛复合材料的制备与催化性能
纳米NaY分子筛复合材料的制备与催化性能纳米NaY分子筛复合材料的制备与催化性能纳米NaY分子筛是一种可重复利用、高效的纳米材料,广泛应用于化学、石油等领域的催化反应中。
为了提高NaY分子筛的催化活性和稳定性,科学家们逐渐将其与基质材料复合,形成了一种新型的纳米NaY分子筛复合材料。
本文将对纳米NaY分子筛复合材料的制备方法、性能优化及其在催化反应中的应用进行探讨。
一、纳米NaY分子筛复合材料的制备1.基质材料的选择:纳米NaY分子筛复合材料通常是将纳米NaY分子筛和基质材料共同形成的新型材料。
基质材料的选择与NaY分子筛的物理、化学性质具有很大的关系。
常用的基质材料有硅基材料(SiO2, TiO2, Al2O3等)和活性炭等。
2.纳米NaY分子筛的制备:纳米NaY分子筛的制备方法有很多种,比如水热法、溶胶-凝胶法、共混合成法等。
其中,水热法是一种相对简单、成本较低的制备方法。
将适量的NaY 分子筛粉末加入到水中,再添加硅烷等结构调节剂,沉淀之后干燥,并经过高温焙烧和离子交换处理等步骤,即可得到纳米NaY分子筛。
3.纳米NaY分子筛复合材料的制备:将得到的纳米NaY分子筛加入到基质材料的预制母液中,搅拌均匀后,在适当的温度下煅烧,即可制备出纳米NaY分子筛复合材料。
二、纳米NaY分子筛复合材料性能的优化1.纳米NaY分子筛的颗粒大小:颗粒大小对纳米NaY分子筛的催化性能具有很大的影响。
一般来说,颗粒越小,比表面积越大,其催化活性就越高。
因此,可通过控制水热法中的反应条件和离子交换的方式,调节纳米NaY分子筛的颗粒大小,进而优化其催化性能。
2.纳米NaY分子筛的形貌:纳米NaY分子筛复合材料的表面形貌对催化性能也有重要的影响。
研究发现,更为均匀的晶体外表面会提高催化剂的催化活性。
因此,可通过控制水热反应的参数和其他制备步骤,使纳米NaY分子筛晶体表面均匀平整。
3.纳米NaY分子筛的孔径大小:NaY分子筛的孔径大小也是影响催化性能的因素之一。
NaA分子筛渗透汽化膜
蒸发、干燥等分离过程,可节约能丙醇脱水为例
由87(wt)%异丙醇生产99.7(wt)%异丙醇两种方法经济成本比较(日本Ohgaki公司)
red 名称
渗透汽化法 (日元/kg)
共沸蒸馏 (日元/kg)
te 低压蒸汽
0.9
4.8
is 电耗
0.6
0.2
g 冷凝水
0.55
1.0
使用场合
有机物/水溶液中选择性 脱有机物的膜,硅橡胶 (如PDMS)、聚偏氟乙 烯、聚丙烯之类的疏水 膜。
有机物/有机物分离的膜 如改良纤维素酯等。这类 膜必须根据不同的分离体 系特殊设计。
渗透汽化的应用
分离问题
应用实例
溶剂和溶剂混合物(醇、有机酸、酮、醚、酯等)的脱
水
水的分离
tered 有机物的分离 UnRegis 有机混合物的分离
几种透水膜的性能比较
乙醇/水体系渗透汽化膜
膜材料
料 液 中 乙 温度 渗透侧压 选择性 H2O 通量
d 聚乙烯醇
(GFT)
e 二醋酸纤维素 r 三醋酸纤维素 te 羧甲基纤维素
醇 浓度(wt%)
60~100
0~100 5~95 81~95
(℃)
75~100
25 20 25
力 (kPa) 0.02-5
3、不凝载气吹扫推动
4、可凝的载气吹扫
ed 原料液
液相
截流液 渗透液
原料液
液体
截流液 两相分离器
ter 蒸汽相
两相分离器
蒸汽
膜
冷凝器
冷凝器
渗透液
is 不凝性载体
eg 优缺点:利用原料液与惰性吹扫气之间
产生的蒸汽分压差,但由于不能通过足
NaA分子筛膜用于乙酸乙酯溶媒脱水回收
摘 要 : 目前 , 聚 驱 驱 油 技 术 是 北 方 地 区 油 田 的 主要 采 油技 术 。 在 工作 实际 中 , 发 现 普 通 污 水 配 制 的
聚合物 溶 液采 油效率 不 高 , 因此 采 用 清 水 或 更 高级 别 的 洁 净 水 , 对 水 质 要 求 过 高 。本 文 对 利 用 曝 氧 污 水 配 制 的 HPAM 溶 液 进 行 了 研 究 , 探 讨 了所 配制 溶 液的 热稳 定性 并 系统地 考察 了剪 切 、 硫 酸 盐 还 原 茵 ( S RB) 等 影 响 因 素 对 溶 液 粘 度 的 影 响 。试 验 结 果 表 明 , 剪 切 降 解 是 溶 液 粘 度 损 失 的 主 要 因素 , 污 水 曝 氧
机 溶剂/ 水 混 合 物 表 现 出极 高 的 水 选 择 渗 透 性 , 特 别 适 用 于有机 溶剂 脱水 [ 3 ] 。本 文 采 用 江 苏 九 天 高 科 技 股 份 有 限 公 司 生 产 的 Na A 分 子筛 膜 , 对 硝 基 咪 唑 类 药 物 生 产 过 程 中 的 废 乙 酸 乙 酯 进 行 了 渗 透 汽 化 脱 水 回收 , 探 讨 了 Na A 分 子 筛 渗 透 汽 化 膜 用 于 乙 酸 乙 酯 脱 水 回收工业应 用 的可行 性 。
部 分 水解 聚丙 烯 酰 胺 ( HP AM ) 作 为 增 粘 剂 在 E oR 技 术 中 得 到 了 广 泛 的 应 用 。 但 是 , 配 制 的聚丙
拟 矿 场 的条 件 下 , 系 统 地 考 察 了 污 水 配 制 的 超 高 分
子 量 聚合 物溶液 粘度 变 化 的基 本规 律 . 特 别 在 剪 切 前 后 的粘度 变 化 以及 S RB 对 聚 合 物 溶 液 粘 度 稳 定
高尺寸稳定性聚酰亚胺薄膜的制备及性能
收稿日期:2022-08-02作者简介:胡程鹏(1992-),男,硕士,研究方向:高分子合成与改性,。
高尺寸稳定性聚酰亚胺薄膜的制备及性能胡程鹏,史恩台,梅亚平,潘成(安徽国风新材料股份有限公司,安徽合肥230088)摘要:在均苯四甲酸二酐-4,4′-二氨基二苯醚-苯二胺(PMDA-ODA-PDA )分子结构中引入含有酰胺结构的二胺单体4,4'-二氨基苯酰替苯胺(DABA ),通过无规共聚法制备PI 薄膜,采用TMA 和万能试验机对薄膜热膨胀系数和物理力学性能进行表征。
结果表明:引入DABA 单体后,聚酰亚胺薄膜的热膨胀系数下降,通过调整DABA 单体含量,制备出同时满足较低热膨胀系数和较高断裂伸长率的PI 薄膜,该薄膜兼具较高的拉伸强度和弹性模量,满足高尺寸稳定性聚酰亚胺薄膜的性能需求。
关键词:4,4′-二氨基苯酰替苯胺;热膨胀系数;断裂伸长率;高尺寸稳定性doi :10.3969/j.issn.1008-553X.2023.03.022中图分类号:TQ323.7;TB383.2文献标识码:A文章编号:1008-553X (2023)03-0097-04安徽化工ANHUI CHEMICAL INDUSTRYVol.49,No.3Jun.2023第49卷,第3期2023年6月随着材料科技的不断进步,人们越来越多地关注高分子材料与陶瓷、金属、无机材料等复合所形成的复合材料,而聚酰亚胺(PI )以其优异的热稳定性、耐热氧化性、耐化学腐蚀性、绝缘性、低热膨胀系数、良好的加工性能以及优异的力学性能在微电子工业中得到广泛应用[1-2]。
在电子器件及电路板的加工过程中,PI 薄膜通常需要与其他金属材料或无机材料粘结或复合到其他金属或无机材料上,如铜箔、硅片及光学玻璃等,并承受苛刻的高温制备条件及多次高低温冷热循环。
为了确保光电器件的质量,PI 基膜应同时具有耐热性高、柔韧性良好和尺寸稳定性特点[3]。
2010年《膜科学与技术》总目次
正交实验设计方法 优化膜蒸馏用聚丙烯平板 疏水微孑 膜 的制备条件 …………… …… 唐 L
芳香/ 脂肪族共聚脲多孔膜 的微 观形态及其性能 的初 步研 究
… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …
娜 ,李津 津,沙作 良, 3 , ,4 等(0 1 3)
潮 援
包覆型 —A1 3粉体的制备及表征 0 …………………… ……………………… ……… 漆 虹, 胡锦猛 ,范益群 (010) 3 , ,9 (011) 3 , ,8
大孔氧化铝载体上 制备 MC -4 膜 的研究 ………………… …………………… …… 巫树锋 ,鲁金 明,杨建华 , 3 , ,3 M- 8 等(0 1 1 )
… … … … … … … … … … … … … … … … … … 李 元 婷 ,徐
聚电解质 / 陶瓷复合膜 的制备 及超滤性能
……………… ………………………… …… 孙 晶晶,陈讳玮 ,南江普 , 3 , ,6 等(0 3 1)
(0 16 ) 3 , ,0
流动体 系中 Na A分 子筛膜的制备及渗 透汽化分离性能研究
一
种新 型含氟 含芴聚芳醚酮质子交换膜 的合 成和表征 … ……………………… ……… 韩 东梅 ,舒
东,王拴 紧, 3 , ,4 等( O 1 5 )
琨 ,祖 敏 辉
P B P DF复 合 膜 的 溶 胀 及 渗 透 汽 化 性 能 研 究 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 刘 E A/ V
浸没式 双轴旋 转厌氧膜生物反应器 的膜 污染 机理研究 … ………………………… …… 白
热 致 相 分 离 法 制备 E OH 亲 水 性 微 孔 膜 V
一种不溶型聚酰亚胺中空纤维气体分离膜及其制备方法
一种不溶型聚酰亚胺中空纤维气体分离膜及其制备方法随着工业化的发展和人们对环境保护要求的增加,气体分离技术逐渐成为研究的热点之一。
气体分离膜作为气体分离技术的重要组成部分,其性能优劣直接影响到分离效率和成本,因此对气体分离膜材料及其制备方法的研究具有重要意义。
本文将重点讨论一种不溶型聚酰亚胺中空纤维气体分离膜及其制备方法。
1. 背景聚酰亚胺是一种重要的高性能工程塑料,具有优良的热稳定性、力学性能和化学稳定性。
聚酰亚胺及其衍生物在气体分离领域具有广阔的应用前景。
而中空纤维结构的气体分离膜具有较大的气体通透性和较高的分离效率,成为当前研究的热点。
2. 不溶型聚酰亚胺中空纤维气体分离膜的优势不溶型聚酰亚胺具有良好的耐渗透性和化学稳定性,适用于气体分离领域。
而中空纤维结构的气体分离膜具有较大的气体通透性和较高的分离效率,可以有效提高气体分离的效率和降低成本。
3. 制备方法本文提出的不溶型聚酰亚胺中空纤维气体分离膜的制备方法包括以下步骤:步骤一:原料准备。
准备聚酰亚胺高分子材料及其溶剂。
步骤二:原料溶解。
将聚酰亚胺高分子材料溶解于溶剂中,得到聚酰亚胺溶液。
步骤三:纤维成型。
利用中空纤维成型技术,将聚酰亚胺溶液制备成中空纤维膜,形成中空纤维结构。
步骤四:固化处理。
对中空纤维膜进行热处理和交联处理,固化形成不溶型聚酰亚胺中空纤维气体分离膜。
步骤五:膜性能测试。
对制备的不溶型聚酰亚胺中空纤维气体分离膜进行气体通透性、选择性和稳定性等性能测试。
4. 膜的应用前景由于不溶型聚酰亚胺具有优良的耐渗透性和化学稳定性,结合中空纤维结构的气体分离膜具有较大的气体通透性和较高的分离效率,因此不溶型聚酰亚胺中空纤维气体分离膜具有广阔的应用前景。
在石油化工、气体制备、环保等领域有着重要的应用价值。
5. 结论本文提出了一种不溶型聚酰亚胺中空纤维气体分离膜及其制备方法,并阐述了其在气体分离领域的优势和应用前景。
该膜具备良好的气体分离性能和稳定性,对于提高气体分离效率、降低成本和促进工业发展具有重要意义。
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高性能NaA分子筛-聚酰亚胺复合分离膜的制备及表征*袁文辉1,陈华荣1,常然然1,李 莉2(1.华南理工大学化学与化工学院,广东广州510640;2.华南理工大学环境科学与工程学院,广东广州510640)摘 要: 采用微波加热法在α-Al2O3载体表面合成了NaA分子筛膜,通过对其浸渍镀膜及亚胺化处理制备出致密NaA分子筛-聚酰亚胺(PI)复合分离膜。
采用XRD、FT-IR、SEM分析手段和气体渗透实验对NaA分子筛-PI复合膜进行了表征。
考察了NaA分子筛膜与NaA分子筛-PI复合膜的形貌、结构和渗透性能差异。
XRD结果表明,载体表面只有NaA分子筛生成;FT-IR结果表明,NaA分子筛膜表面已成功镀上PI膜;SEM结果显示,NaA分子筛-PI复合膜表面颗粒相互联结呈孪生态,膜厚约10μm,膜层致密、均匀、平整;在不同温度下对H2、O2、N2和C3H8进行气体渗透测试,结果表明,473K条件下NaA分子筛-PI复合膜对H2的渗透率仅7.86×10-8 mol/m2·s·Pa,较NaA分子筛膜低,而H2/C3H8的分离系数则高达17.24,远大于NaA分子筛膜(9.22)。
关键词: 微波加热;NaA分子筛膜;聚酰亚胺;复合膜;理想分离系数中图分类号: O614文献标识码:A文章编号:1001-9731(2011)03-0505-041 引 言在当前能源紧张、生态环境恶化的条件下,膜分离技术由于兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能,又有高效、节能、环保等特征[1],目前已广泛应用于食品、医药、生物、环保、化工、能源等领域,成为当今分离科学中最重要的手段之一。
分子筛膜具有优良的热稳定性、化学稳定性以及较好的机械强度,且分离性能大大优于有机膜,因而备受人们的关注[2-5]。
八元环的NaA分子筛,其孔径在0.4nm左右[6],接近或小于低碳烃类分子的动力学直径,所以H2、N2、H2O和低碳烃类的分离有望通过分子筛分而获得良好的分离效果,但分子筛膜表面缺陷仍然是限制其发展的瓶颈。
聚酰亚胺(PI)因其稳定的化学结构、优良的机械性能和高的自由体积,使其在分离气体混合物时既具有较高渗透通量也能保持较高的选择性,广泛应用于气体分离膜的制备[7,8]。
但其不耐高温、不耐腐蚀等缺陷在一定程度上限制了PI分离膜的发展,而有机-无机杂化膜兼具有机膜韧性和无机膜耐高温、耐腐蚀等优点,且弥补了无机膜表面缺陷的问题,因此通过有机-无机杂化改性来提高膜的气体分离性能成为当前研究热点。
Suer等[9]研究了4A分子筛填充到聚醚砜(PES)膜中的气体渗透分离性能,当m(4A分子筛)∶m(PES)=1∶1时,CO2透量达到8.025×10-17 m2/s·Pa(STP),CO2/N2选择性达到42.8,透气性及选择性提高效果明显。
王茂功等[10]以硅藻土-莫来石陶瓷膜管为支撑体,以TiO2为过渡层,通过溶胶-凝胶法制备了系列不同TiO2含量的PI-TiO2杂化膜,气体分离性能良好。
Hyun等[11]通过对PI膜掺杂4A、13X、NaY、5A等分子筛,较好地改善了其气体分离性能。
本文通过浸涂法在已合成的α-Al2O3基NaA分子筛膜表面镀上聚酰亚胺前躯体———聚酰胺酸,采用微波辐射的方法完成聚酰胺酸的亚胺化过程,得到致密NaA分子筛-PI复合分离膜,对其进行FT-IR,XRD及SEM表征,并以未镀PI层NaA分子筛膜为参照考察其对某些气体的渗透性能。
2 实 验2.1 试剂与材料氢氧化钠(AR,>96%),Na2SiO3·9H2O(AR),偏铝酸钠(Al2O3·Na2O,AR,Alfa Aesar公司),N,N-二甲基甲酰胺(DMF,AR),均苯四甲酸二酐(PM-DA,CR),对苯二胺(PDA,CR)。
α-Al2O3载体(直径2.1cm,厚度2mm,孔隙率30%~40%)为自制产品。
2.2 NaA分子筛膜的合成称取5.48g Na2SiO3·9H2O溶于20g去离子水中,搅拌溶解得溶液A;称取17.8g NaOH和0.7gNaAlO2,溶于46.5g去离子水中,搅拌溶解得溶液B;将溶液B逐滴加入溶液A中,在800r/min下反应5h即得透明合成液,其最终配比为n(Na2O)∶n(SiO2)∶n(Al2O3)∶n(H2O)=50∶4.5∶1∶950,室温陈化合成液6h以待用。
将α-Al2O3载体用支架垂直固定于聚四氟乙烯反应釜中,注入合成液,密闭反应釜,并将其置于烘箱内(温度为60℃)预热2h。
然后将其转至微波反应器内,在90℃反应10~20min。
将合成好的分子筛膜取出,505袁文辉等:高性能NaA分子筛-聚酰亚胺复合分离膜的制备及表征*基金项目:国家自然科学基金资助项目(20976057)收到初稿日期:2010-07-10收到修改稿日期:2010-09-10通讯作者:袁文辉作者简介:袁文辉 (1969-),男,江苏扬州人,博士,主要从事化工吸附分离和膜催化分离等研究。
用去离子水洗涤至中性,于120℃烘箱内干燥24h得NaA分子筛膜。
2.3 聚酰胺酸的制备将0.78g PDA和1.57g PMDA在强烈机械搅拌下分别溶于12.5mL DMF溶剂中,至反应液澄清。
在氮气保护并强力搅拌下,将PMDA的DMF溶液逐滴加入PDA的DMF溶液中,于15℃反应1h,然后升温至25℃继续搅拌反应4h,得到深绿色且具有一定粘度的聚酰胺酸(PAA)的DMF溶液,于0℃下保存待用。
聚酰胺酸反应方程式如图1所示。
图1 聚酰胺酸反应合成式Fig 1Scheme of polymerization reactions of polyamic acid2.4 浸涂法镀膜及亚胺化常温下,将已合成的NaA分子筛膜浸渍于上述PAA溶液中,1min后取出,60℃下干燥24h。
如此重复浸渍干燥过程3次,即完成镀膜工艺。
通过微波辐射实现PAA的亚胺化,将镀膜载体放入微波反应器中,于115℃条件下连续照射20min后取出镀膜载体,得到目标产品NaA分子筛-PI复合膜。
聚酰胺酸亚胺化过程如图2所示。
图2 聚酰胺酸亚胺化反应过程Fig 2Scheme of dehydration reactions of polyimide2.5 样品表征采用XRD对所合成NaA分子筛膜及NaA分子筛-PI复合膜的晶型结构进行分析,测试在德国Bruk-er公司生产的D8多晶粉末衍射仪上完成,测试条件为:Cu靶Kαλ=1.54×10-10 m线作射线源,管流30mA,管压40kV,扫描范围5~50°。
采用Vector 33(德国Bruker公司)傅立叶变换红外光谱仪对复合膜进行结构分析。
采用S-3700N(日本日立公司)扫描电子显微镜观察基膜表面NaA分子筛膜及复合膜分子筛晶粒大小及合成膜的厚度。
2.6 气体渗透性能评价单组分气体通过膜的渗透率在图3所示自建气体渗透装置上测量。
膜片在干燥后被密封安装在自制渗透池中,成膜面与进气侧相连,膜片与渗透池连接处严格密封,测量时膜片两侧保持一定压差(Δp约为98kPa),进气侧气体压力由针形微调阀根据精密压力表调节,渗透侧气体经湿式流量计计量后放空,气体渗透率J(mol/m2·s·Pa)及理想分离系数α分别按下式计算:J=nAtΔp,α=JaJb 其中,n为气体渗透的摩尔数(mol),Δp为膜两侧的压差(kPa),A为膜面积(m2),t为气体渗透n mol所需时间(s),Ja、Jb分别为两种气体通过膜的渗透率(mol/m2·s·Pa)。
图3 单组分气体渗透装置Fig 3Schematic diagram of gas permeation apparatus3 结果与讨论3.1 NaA分子筛-PI复合膜的合成3.1.1 XRD分析图4(a)为微波加热15min后所得NaA分子筛膜的XRD谱图,结果表明在该条件下合成的分子筛均为NaA型。
图4(b)为上述分子筛膜经浸涂镀膜并亚胺化后所得NaA分子筛-PI复合膜的XRD谱图,图中显示了所有NaA分子筛特征峰,较(a)图而言,(b)图中在低角度范围内(15~22°)出现了一宽峰,该峰即为PI衍射峰。
3.1.2 FT-IR分析图5显示了NaA分子筛膜、NaA分子筛-PAA膜和NaA分子筛-PI膜的红外光谱图。
图5(a)所示即6052011年第3期(42)卷为NaA分子筛膜的红外谱图,谱线(a)中出现了NaA分子筛的4个特征峰(1001、667、555、462cm-1)。
谱线(b)为NaA分子筛-PAA膜,显示出了属于聚酰胺酸的系列特征峰(2900~3200、1660、1514,1360cm-1)。
谱线(c)所示NaA分子筛-PI的红外谱图中,上述酰胺基团峰完全消失,且出现了属于酰亚胺羰基的对称和不对称伸缩振动的1725、1778cm-1峰,和属于酰亚胺结构717cm-1羰基弯曲振动峰。
结果表明合成膜中酰胺基团消失,而产生了酰亚胺基团,即发生了亚胺化。
图4 合成膜XRD谱图Fig 4XRD patterns of NaA zeolite membrane NaAzeolite-PI composite membrane图5 NaA分子筛-PI复合膜合成过程红外谱图Fig 5FT-IR of NaA zeolite/NaA zeolite-PAA/NaAzeolite-PI membrane3.1.3 复合膜成膜形貌表征图6为微波加热15min后合成的NaA分子筛膜及通过在其表面镀膜和亚胺化后所得NaA分子筛-PI复合膜的SEM图。
对比图6(a)、(c)可知,通过微波加热法在α-Al2O3载体表面合成的NaA分子筛膜,其表面颗粒较分散,存在较大的晶间空隙;而通过在该膜表面进行聚酰亚胺二次镀膜的NaA分子筛-PI复合膜,由于有机物聚酰亚胺的存在,几乎所有颗粒均处于挛生状态,加入的聚酰亚胺很好地填补了NaA分子筛膜表面颗粒间存在的间隙。
图6 NaA分子筛膜/NaA分子筛-PI复合膜SEM图Fig 6SEM images of(a),(c)surface and(b),(d)cross section of NaA zeolite/NaA zeolite-PI composite mem-branes 结合图6(b)、(d)则更能表明,NaA分子筛-PI复合膜其缺陷较少,膜层均匀、致密且平整,具有较好的连续性,很好地解决了当前NaA分子筛膜存在缺陷的问题,合成的复合膜厚度约为10μm。
3.2 NaA分子筛-PI复合膜的气体渗透性能本实验研究了NaA分子筛膜和NaA分子筛-PI复合膜在不同温度下(303、373、473、573K)对H2,O2,N2和C3H8的渗透分离性能,表1和2分别列出了测试气体的分子动力学直径及室温下其在α-Al2O3载体上的渗透量。