MOF基混合基质气体分离膜界面作用调控研究进展

混合基质膜结合了无机填充材料和聚合物组分的双重优势，被认为是一种可同时增加渗透性和选择性的新型方法，有望解决传统聚合物膜的Trade-off效应。混合基质膜的气体分离性能主要依赖无机填充材料的分子筛分性质和高分子本身的化学结构，因此适当选择无机填充材料对于制备高性能的混合基质膜十分重要。金属有机骨架(MOF)作为一种新型多孔填料，具有比表面积大、密度小、孔隙率高和孔尺寸可调等优点，因此在气体吸附分离和气体储存等领域应用广泛，为新型混合基质膜带来良好的发展机遇。但混合基质膜的分离性能并不是简单地两相性能相加，在大多数情况下分离性能远低于材料模拟的预测理论值，造成这种非理想性的关键因素之一是MOF晶体和聚合物之间的界面缺陷，这可能导致界面非选择性空隙的形成、聚合物硬化和孔隙堵塞等界面问题，降低膜的分离性能。因此，实现MOF-聚合物基质间的界面作用调控以改善界面相容性是充分发挥MOF基混合基质膜气体分离潜力的关键。本工作综述了MOF基混合基质膜近五年关于不同类型界面作用调控的方法及策略，及其对气体分离性能的影响。最后，总结构建的界面作用对于混合基质膜性能的正面影响并提出当中存在的问题，为混合...     

炭分子筛膜研究的新进展

炭分子筛膜是一种用于气体分离的高效，节能的新型材料，具有好的气体分离选择性，高的热和化学稳定性，近年来得到国内外广泛的重视和发展，本文从制备炭分子筛膜的原料，制备工艺及其在气体分离应用等方面综合了国内外近年来炭分子筛膜的研究进展，并指出了目前存在的问题。     

炭分子筛膜的制备与改性

炭分子筛膜足近年来发展起来的高效、新型气体分离膜,具有良好的气体分离选择性,高的热和化学稳定性,但其气体分离选择性与气体渗透通量却不能同时达到很高的要求.综述了炭分子筛膜的制备材料,重点讨论了化学方法和物理方法对制备炭膜的前驱体进行改性,展望了炭分子筛膜的未来发展方向.     

高性能气体分离聚苯胺膜

系统论述了聚苯胺自支撑膜和复合膜对气体的分离性能。聚苯胺自支撑膜、聚苯胺 /尼龙、聚苯胺 /氧化铝复合膜经去掺杂尤其是二次掺杂后 ,气体分离系数会显著提高 ,而透气系数略有提高。二次掺杂态聚苯胺自支撑膜和复合膜都具有极高的氧氮分离性能 ,已超过了一般聚合物材料的上限 ,最优异的聚苯胺膜的氧氮选择分离系数可达 30 ,它在包括有高选择性能膜材料聚酰亚胺、聚吡咙、聚三唑等在内的所有聚合物膜中排行第一 ,对空气分离显示出极大优势。预计聚苯胺复合膜及纳米膜在医疗保健等领域具有很大应用潜力     

聚吡咙膜的气体透过性能及应用

论述新型芳族含氮杂环聚吡咙膜的气体透过性能和应用，并与聚酰亚胺(PI)膜的气体分离性能进行比较。揭示出聚吡咙膜的扩散系数与气体分子有效直径之间及溶解系数和临界温度之间呈直线关系，指出气体在聚吡咙膜中的透过主要受扩散因素控制。与类似结构的PI膜相比，聚吡咙膜具有更优异的氧氮分离性能、CO2/CH4分离性能和氢氮分离性能，其透过系数和选择分离系数均高于PI膜，是一类很有发展潜力的聚合物膜材料。     

高选择性聚吡咙气体分离膜的合成及气体分离

基于国内外最新研究文献，系统论述了一类新型含氮芳杂环聚合物膜材料——聚吡咙的合成、制膜及气体分离性能，讨论了单体结构与聚吡咙膜的气体透过行为的关系。指出链刚性是影响聚吡咙膜气体分离性能的重要因素之一，它决定了聚吡咙大分子链的链间距和自由体积分数。室温下聚吡咙膜对氦气、氢气、二氧化碳和氧气的渗透系数最高分别可达166、74．4、63．6和16．4Barrer，对He／CH4，H2／N2，CO2／CH4和O2/N2的分离系数最高分别可达3214，389，150和12．5。由4，4’—(六氟异丙基)—苯二甲酸酐合成的半阶梯聚吡咙膜显示了极好的气体透过性。有些聚吡咙膜的气体选择透过性甚至超越了常规聚合物膜的上限。符合具有商业吸引力的气体分离膜的指标要求，尤其在氧氮分离、二氧化碳和甲烷的分离领域具有很大的应用潜力。     

6FDA型聚酰亚胺炭分子筛气体分离膜的构筑及其应用

高分子气体分离膜具有价格低和易加工等优点，但存在气体分离性能难以满足工业要求，以及耐老化性能和结构稳定性差等问题。炭分子筛膜不仅具有高力学性能，高耐热、耐化学腐蚀性能，而且存在适合气体传递的路径、对气体分子亲和性好的杂原子结构，以及分子辨识能力强的孔尺寸，表现出优异的气体分离性能，因而受到广泛的关注，被认为是最具应用前景的气体分离膜。6FDA型聚酰亚胺不仅具有较大的刚性和受限制的构象，且自由体积较大、分子结构可调、成孔性好和残炭量高，制备的炭分子筛膜的气体分离性能优于其他前体，受到学术界和工业部门的青睐。本文主要介绍了炭分子筛膜前体的结构设计原理，在热解过程中的炭化机理和微观结构的控制，炭结构对气体分离性能的影响，气体在膜中的传递机理，以及由6FDA型聚酰亚胺制备的炭分子筛膜在气体分离中的应用。结合科研实际，提出了6FDA型聚酰亚胺炭分子筛膜结构设计和制备的想法，为未来炭分子筛膜在气体分离中应用提供新的思路。     

金属有机框架/聚酰亚胺混合基质膜的研究进展

聚酰亚胺是一种具有高热稳定性和良好成膜性的高分子材料,但聚酰亚胺膜在气体分离方面的应用效果较差。金属有机框架材料在气体分离中有较好的应用前景。用两者制备的混合基质膜,可以综合其各自的优点,提高对气体的选择渗透性。本文综述了采用金属有机框架材料、金属有机框架材料改性以及添加其他聚合物基底制备混合基质膜,对气体分离效果的影响,并对这种混合基质膜在气体分离领域的使用效果进行了分析,对这种混合基质膜面临的挑战进行了讨论与展望。     

炭分子筛膜的发展现状及应用

结合炭分子筛膜的发展状况,叙述了炭分子筛膜的制备方法。概括了炭分子筛膜在气体分离领域中的应用,展望了炭分子筛膜未来的发展方向。认为今后研究的重点应是如何得到气体分离选择性好且分离产率高的炭分子筛膜。     

聚甲基氢硅氧烷基气体分离膜的进展

气体分离膜技术与传统的气体分离技术(如胺吸收、变压吸附、深冷分离等)相比，具有无相变、高效、节能、操作简便、无二次污染等特点，在空气中氧、氮的富集、石油炼制、化学品生产及二氧化碳的捕获等领域中具有极大的应用前景。分离膜作为气体膜分离技术的核心，获得高透过性及高选择性的膜材料是气体分离膜研究中的目标。聚甲基硅氧烷由于具有优异的高气体透过性、较低的获得成本、结构可变性较强等特点，已成为气体分离膜材料的一个重要研究方向。对目前用于气体分离膜的聚甲基硅氧烷基气体分离膜的种类及合成进行了研究，分析并讨论了各种聚甲基硅氧烷基气体分离膜在分离过程中的机理和作用，对聚甲基硅氧烷基气体分离膜的未来研究方向进行了展望。     

溶胶-凝胶法制备PES-SiO_2气体分离杂化膜及其性能

<正>有机/无机杂化材料结合了无机材料的高机械性能、热稳定性、耐压性和有机高分子聚合物材料的延展性、易加工性的优点,两相混合制备气体分离杂化膜已得到广泛的关注[1,2]。由于高分子聚合物气体分离膜渗透通量和分离性能这两个关键参数之间存在着制约关系[3-4],在聚合物中引入无机纳米材料,能够得到高性能的膜材料。本文采用sol-gel法     

酸性气体分离膜的研究现状及进展

当前,气体分离膜是一种环保绿色的分离技术,本文概括了目前用于去除CO2的商业膜材料(醋酸纤维素、聚酰亚胺和含氟聚合物),对不同膜的物理化学性质,气体渗透特性等进行了介绍。     

超支化聚合物气体分离膜材料的研究进展

综述了超支化聚合物气体分离膜材料的研究进展,介绍了不同种类的超支化聚合物,阐述了传统结构超支化聚合物与大π共轭结构超支化聚合物的等超支化聚合物的合成,详细介绍了偶氮类超支化聚合物、聚酰胺类超支化聚合物及共混类超支化聚合物在分离膜制备中的作用,并对超支化聚合物在气体分离膜领域未来的研究方向进行了展望。     

气体分离用管状炭分子筛膜

以无机陶瓷管为支撑体、热塑性酚醛树脂为原料,经高温炭化制备了炭分子筛膜。用低温N2吸附的方法测定了炭分子筛膜的比表面积,用扫描电子显微镜对膜的形貌和厚度进行了表征。考察了膜的气体透过率以及气体的理想选择性随温度的变化关系:H2、CO2、O2、N2和CH4的透过率随温度的升高而增大;理想选择性α(H2/N2)、α(CO2/N2)、α(CO2/CH4)随温度的升高而减小,而α(O2/N2)随温度的升高先增大后减小,在90℃左右气体选择性达到最大。最后由阿累尼乌斯公式计算了气体透过炭分子筛膜的活化能,进一步说明气体透过机理为活化扩散。     

膜技术在气体分离中的研究和应用（连载）：1.气体分离膜和膜材料

综合评述了膜技术在气体分离中的研究应用和国际发展动向。重点在于膜和膜材料，主要分离体系的应用情况及其经济性。本文包括膜原理简介，气体分离膜材料及其研究现状。     

MOFs基材料制备混合基质膜用于O2/N2分离的研究进展

金属有机框架（metal-organic frameworks,MOFs）材料具有多孔、孔径易于调节、高的比表面积等优点，用于改善传统聚合物膜的缺点，制得的混合基质膜具有较好的气体分离性能。混合基质膜中的填料和聚合物基质的性质、填料和聚合物基质间的界面相互作用等影响着膜的气体渗透性和选择性，本文着重介绍混合基质膜中填料尺寸、形貌和聚合物性质对混合基质膜气体分离性能的影响，以及相应的改性方法，为氧氮分离的MOFs基混合基质膜提供新的思路。     

杂化炭膜的制备及其气体分离应用研究进展

杂化炭膜是一种新型的无机气体分离膜材料,在有效分离气体的应用中有广阔的工业化前景.综述了杂化炭膜制备过程中有机聚合物、掺杂物的选择及采用的涂膜方式和炭化条件对膜分离性能的影响及其在气体分离应用方面的研究进展,并对杂化炭膜的发展方向进行了展望.     

自具微孔聚合物PIM-1膜在气体分离领域的研究进展

PIM-1由自身扭曲且刚性的单体组成,具有比表面积高、热稳定性好和结构简单等优点,是最具代表性的一种自具微孔聚合物。与传统有机聚合物膜相比,PIM-1膜可表现出极高的气体渗透性,在气体分离领域展现出巨大的研究价值与应用潜力。因此概括并总结PIM-1膜在气体分离领域的研究进展,同时梳理制约PIM-1膜的发展的关键问题及解决策略十分有必要。本文首先概述了气体分离膜的性能指标及气体在膜内的传递模型,重点总结了近二十年来PIM-1膜在气体分离中的主要研究进展,包括纯PIM-1膜、改性PIM-1膜和PIM-1混合基质膜的设计制备及气体分离性能,并分析了不同改性方法和制膜策略对膜气体分离性能的影响以及膜内结构与性能之间的关系。最后,文章对PIM-1膜在实现工业应用前亟待解决的问题以及未来的研究重点进行了总结和展望,如继续致力于PIM-1膜对气体的渗透选择性提高,同时加强膜稳定性与超薄化的研究。     

炭分子筛膜气体分离传递机理研究的新进展

炭分子筛膜由于其本身具备的独特优势以及其在气体分离方面的应用潜力,已引起了世人的关注.但对炭分子筛膜分离机理特别是传递过程机理研究的不足限制了其发展.本文介绍炭分子筛膜气体分离机理特别是传递过程机理研究的最新进展,包括针对制备方法不同所建立的气体传递机理模型,如Maxwell模型和Bruggeman模型;详细介绍了两种孔结构模型平行阻力模型和阻力串联模型.在此基础上,分析了各模型中存在的问题和不足,认为需要对炭分子筛膜进行进一步的完善并建立合理的传递机理模型,才能推动炭分子筛膜用于气体分离的进程.     

膜技术在气体分离中的研究和应用（续）：Ⅱ.气体分离膜的应用和过程经济性

综合与评述了膜技术在气体分离中的研究应用和国际发展动向。重点在于膜和膜材料，主要分离体系的应用情况及其经济性。本文介绍气体分离膜的主要应用和过程经济性。