分子筛填充聚砚膜气体渗透特性研究

制备了分子筛填充聚砜膜，并考察了分子得允量对氢、氮、乙烯等气体的渗透特性的影响，实验结果表明，在一定的分子含量范围内成膜过程中会发生分子筛的自聚集现象，从而导致分子筛在膜内的非均匀分布，在此相地应，膜的气体渗透特性与发生突变。     

填充型H-β分子筛-聚砜复合膜的制备与性能研究

以聚砜为基体材料填充H-β分子筛,制备一系列的新型聚合物基复合膜,考察了这些膜的微观形貌,力学性能和气体渗透性能.结果表明,分子筛加入后与聚合物之间形成较好的界面结合,但是复合薄膜的拉伸强度明显降低,与分子筛的含量近似为线性关系.O2、N2和CO2 3种气体的渗透测定结果表明,加入分子筛后,这些气体的渗透系数显著上升,而且随着分子筛含量的增大而进一步提高.同时复合膜对CO2/N2和CO2/O2的分离选择性也有较大的提高.加入分子筛后,至少有部分气体分子是经过分子筛的孔道吸收与扩散而实现膜的透过的,即H-β分子筛起了筛分作用.可以推论填充分子筛改变了聚合物本体材料的内部结构,进而改善其气体渗透性能,有助于实现气体成分的调控或气体分离.     

分子筛-聚合物共混气体分离膜研究进展

叙述了分子筛-聚合物共混制备气体分离膜的研究进展,包括不同类型的基体聚合物（橡胶态与玻璃态）与分子筛共混对分离膜渗透性能的影响、如何增强分子筛与聚合物膜材料相容性、共混膜选择分离皮层薄化等方面内容;并介绍了分子筛一聚合物共混膜气体渗透机理的理论研究,包括促进吸附扩散机理及分子筛分的Maxwell模型、Effective Medium Theory模型机理等．     

填充型沸石分子筛渗透汽化膜的研究进展

填充型沸石分子筛膜结合了有机无机材料各自的优势,是渗透汽化研究的一个热点领域。介绍了填充型沸石分子筛膜材料的选择和沸石分子筛改性方面的内容。按渗透汽化三大类分离体系从有机溶剂脱水、水中有机物的脱除和有机混合物的分离,综述了填充型沸石分子筛膜的研究进展,并展望了未来的发展方向。     

在α-Al2O3陶瓷管内表面动态合成NaA分子筛膜

采用动态水热法在α-Al2O3陶瓷管载体内表面合成出致密的N矾分子筛膜．利用SEM、XRD和单组分气体渗透等方法对NaA分子筛膜表征．由XRD确定合成出的为N矾分子筛膜;由SEM照片观察到分子筛膜表面平整,分子筛晶粒均匀,膜厚约为20μm;通过单组分气体渗率测得H2/N2和H2/C3H8的理想分离因数分别为3．38和4．87,达到了Knudsen扩散机制的水平．     

炭膜的功能化及其在气体分离上的应用

炭分子筛膜是一种新型无机分离膜,具有耐高温、耐酸碱、高气体选择性的特点,但其通量较低,如何进一步提高炭膜的气体通量,实现炭膜对气体的针对性分离已经成为当前研究的热点.综述了近年来功能炭分子筛膜的研究进展,提出了炭分子筛膜功能化主要存在的问题,着重讨论了采用化学功能化和物理填充无机粒子等方法对炭分子筛膜进行功能化的研究状况.展望了今后炭分子筛膜功能化技术的发展方向.     

ZSM-5分子筛填充硅橡胶膜在乙醇/水体系中的溶胀特性

采用液相共混的方法制备了ZSM一5分子筛填充硅橡胶膜,并通过其在乙醇/水溶液中的溶胀实验,考察了制得的填充膜在乙醇/水溶液中的溶胀特性,讨论了不同ZSM-5分子筛填充量、乙醇/水质量分数及不同温度等因素对ZSM-5分子筛填充硅橡胶膜的溶胀度和溶胀选择因子的影响.     

菱沸石分子筛膜的合成调控与气体分离研究进展

菱沸石(Chabazite, CHA)分子筛膜因其八元环小孔(0.38 nm)三维孔道结构、可调的表面特性、较高的材料稳定性与制备可重复性,在轻质气体分离方面具有优异性能,近年来逐渐成为分子筛膜研究热点之一。本综述介绍了两种CHA分子筛膜(SAPO-34膜、SSZ-13膜)的基本特性,对比了CHA分子筛膜的合成方法(原位合成法、二次生长法、微波加热法)优缺点及其应用现状,并重点针对主流的二次生长法制备SSZ-13膜与SAPO-34膜过程中关键条件对薄膜质量的影响规律进行了详细阐述,包括铺种条件(载体种类、晶种类别、铺种方式),水热合成条件(晶化时间、晶化温度、含水量、硅铝比、模板剂、阳离子种类)与煅烧方式(常规煅烧、分段煅烧、快速热处理),经细化分析总结出上述两种膜的优选合成条件;并进一步汇总了CHA分子筛膜表面化学调控(硅铝比调控、阳离子交换、杂原子替换、氨基功能化、表面修饰)对气体分离增强的策略,总结了CHA分子筛膜在各种气体体系中的分离特点与单组分气体渗透特性。最后,对CHA分子筛膜今后的发展和应用前景进行了展望。     

分子筛/聚酰亚胺杂化膜的脱硫行为

低硫或无硫汽油的生产已是必然的世界性趋势.考察了填充Y分子筛后的聚酰亚胺杂化膜的脱硫性能,并且深入分析了分子筛脱硫原因.红外分析表明分子筛已经成功引入聚酰亚胺基质材料中,且为物理混合;聚酰亚胺膜在填充分子筛后膜性能明显提高,对分子筛脱硫机理的分析表明噻吩和正庚烷分子的吸附差异主要是分布位置不同,噻吩和正庚烷在分子筛中存在竞争吸附,这也是分子筛能实现脱硫的原因;随着温度的升高填充了分子筛的聚酰亚胺膜渗透通量也提高,而硫富集因子是随着温度的升高先增加后减小.     

MFI型分子筛膜的制备及气体渗透特性

采用原位水热合成和无模板剂二次生长合成的方法,在α-Al2O3基膜上合成了MFI型分子筛膜,用XRD,SEM和气体渗透实验等方法进行表征,表明合成在α-Al2O3基膜的物质为MFI型分子筛.原位合成的分子筛膜,氢/异丁烷的理想分离系数在298K和473K时分别为97和52;二次生长合成的分子筛膜,氢/异丁烷的理想分离系数在298K和473K时分别为497和370,远大于它们Knudsen扩散5.34的比值,表明气体是通过MFI型分子筛的孔道透过.SF6分子动力学直径大于分子筛膜孔径,H2/SF6分离因子远大于Knudsen扩散值,几乎不透过分子筛膜.原位合成分子筛膜的正/异丁烷理想分离系数在298K和473K时分别为24和17;二次生长分子筛膜的正/异丁烷理想分离系数在298K和473K时分别为77和74.气体渗透分离实验结果表明,两种分子筛膜对气体分离是由分子筛分占主导,分子筛膜完整没有缺陷.     

ZSM—5沸石膜的合成与表征

叙述了沸石膜的发展与应用,综述了 Ｚ Ｓ Ｍ － ５ 沸石膜的合成、修饰与表征方法．制备膜最常用的方法为水热法在载体上直接就地合成．气相化学沉积法（ Ｃ Ｖ Ｄ） 、溶胶－ 凝胶法（ｓｏｌ － ｇｅｌ） 以及合成后积炭等方法被用来对膜的缺陷进行修饰．膜的表征手段为 Ｘ Ｒ Ｄ、 Ｓ Ｅ Ｍ、气体渗透等     

Performance optimization of polyetherimide-zeolite 4A mixed matrix membranes for carbon dioxide/methane separation process using response surface methodology

The performance optimization studies of zeolite 4A embedded polyetherimide mixed matrix membranes to separate carbon dioxide/methane by simultaneously considering the effect of process parameters on process responses were the focus of this study. Mixed matrix membranes were characterized and analyzed. The thermophysical characteristics of the synthesized membranes were assessed by different analytical equipment. The permeability of pure gases was determined at varying feed pressures (4 bar to 10 bar) to evaluate gas separation performance. Process optimization studies were accomplished by response surface methodology to find the relation of pressure and zeolite loading on carbon dioxide and methane permeability, and carbon dioxide/methane selectivity. The characterization results revealed that all membranes were dense in structure and has improved thermal stability. The spectrometry results confirmed the molecular interaction between polyetherimide and zeolite 4A filler. Gas permeability results showed a more than 90 % increase in carbon dioxide permeability compared to the nascent polyetherimide membrane. Similarly, selectivity of mixed matrix membranes was 45 % higher than polyetherimide membrane. The optimal operating conditions were found to be 20 wt. % zeolite loading and 6 bar pressure with overall desirability of 0.700. These membranes can find potential in various gas separation applications.     

再生纤维素超滤膜的研制及其耐污染性研究

以纤维素浆板和二醋酸纤维素为原料 ,通过直接制膜和醋酸纤维素成膜后水解两种方法制备再生纤维素超滤膜 ,并以酱油、药酒和牛奶等为料液 ,对膜进行了耐污染实验 .与聚砜和聚丙烯腈膜比较 ,再生纤维素膜具有良好的耐污染特性 .     

聚砜/磺化聚砜共混及离子交换膜C_3H_6/C_3H_8渗透性能的研究

以聚砜和磺化聚砜为膜材料制备了聚砜 /磺化聚砜共混膜 ,共混膜与金属盐溶液进行离子交换得到含不同阳离子的离子交换膜 .测试了两种膜对C3H6 及C3H8的渗透分离性能 ;讨论了磺酸基团 (-SO- 3)、金属离子及共混膜的离子交换当量IEC对气体渗透性能的影响 ;着重分析了膜内金属离子与C3H6 的络合作用及C3H6 和C3H8在离子交换膜内的传递行为     

定向聚合制备硅分子筛复合膜

研制出一种高强度、高选择透过性的硅分子筛复合膜 .这种膜的最大特点 ,是其表面分离层是由定向聚合制得的硅树脂膜裂解制成 .由于这种硅树脂的大分子呈规则排列 ,因而导致最终裂解膜的孔径分布极窄 ,膜选择透过性能较大幅度提高 .这种膜对气体的渗透系数约为1 0 3Barrer(1Barrer =7.6× 1 0 - 8cm3·cm/cm2 ·s·MPa) ,H2 /N2 分离因子可达 90 ,其选择透过性能远优于常规的有机膜和无机膜 ,也优于常规碳分子筛膜和硅分子筛膜 .这种膜以多孔陶瓷为支撑体制成复合膜 ,因而具有较高的强度 .     

Hybridization of MWCNTs and reduced graphene oxide on random and electrically aligned nanocomposite membrane for selective separation of O<Subscript>2</Subscript>/N<Subscript>2</Subscript> gas pair

This present study demonstrates the development of high-performance polysulfone (PSf) hybrid mixed matrix membranes (MMMs) through the collaborative inclusion of multiwalled carbon nanotubes (CNTs) and reduced graphene oxide (rGO). The nanofillers are aligned by virtue of an AC electric field in order to formulate a multifunctional composite membrane structure for selective separation of O₂/N₂ gas. Proper alignment of the conducting nanofillers within PSf was confirmed by utilizing different microscopy and spectroscopy techniques. Hybridization of CNTS and rGO resulted in concurrent enhancement of permeability as well as the selectivity of the neat membrane. The inclusion of rGO nanosheets established a long, tortuous path hindering the permeation of gas molecules possessing the larger molecular size, while CNTs-filled MMM achieved better permeation due to their favorable intrinsic structural characteristics. The overall performance of the aligned hybrid membranes was found to be significant in contrary to single filler-based membrane systems (PSf/CNTs and PSf/rGO).     

高氢渗透分离性的沸石杂化支撑炭膜的制备

以ZSM-5沸石掺杂改性的1, 4-双(4-氨基-2-三氟甲基-苯氧基)苯-1, 2, 3, 4-环丁烷四甲酸二酐型聚酰亚胺为前驱体, 通过旋涂成膜和热解过程制备了平板状支撑炭膜。采用热失重、红外光谱、X射线衍射、扫描电镜及气体渗透技术分别研究了前驱体热稳定性、膜表面官能团、微结构, 微观形貌及分离性能。考察了ZSM-5掺杂量及热解温度对炭膜结构和气体分离性的影响。结果表明: 经ZSM-5改性后前驱体热稳定性与残炭量降低, 炭膜微观结构变致密; 加入沸石显著提高了炭膜的渗透性, 且随ZSM-5掺杂量增加, 气体渗透性先减小后增大; 随着热解温度升高, 炭膜的渗透性与选择性皆减小。经650℃热解制得杂化炭膜对H₂/N₂体系的分离性能均远超过Robeson上界限。     

NaA分子筛改性聚砜超滤膜的通量及截留性能

利用溶液相转化法,在铸膜液中加入分子筛NaA和PEG来协同提高聚砜超滤膜的水通量和截留率,研究了分子筛的含量对聚砜超滤膜的形貌结构,表面粗糙度,水通量,蛋白质截留率和亲水性的影响。利用场发射扫描电镜、扫描探针原子力显微镜、膜评价仪和接触角仪分别对该膜的形貌、水通量、蛋白质截留率和亲水性进行表征。结果表明分子筛含量从0g增加到3.0g,聚砜超滤膜的水通量从140L/(m2·h)提高到500L/(m2·h),对胃蛋白酶的截留率从78.8%提高到92.7%,对牛血清蛋白的截留率从97.6%增加到99.0%以上。分子筛NaA可以协同提高聚砜超滤膜的水通量和蛋白质截留率。     

固含量对聚砜膜透湿性能的影响

选择廉价易得的聚砜为原料,以相转化法制备了聚砜膜.测量了膜的湿交换效率、传质系数、渗透速率、水蒸气吸附量、静态接触角等透湿性能;讨论了铸膜液中固含量的变化对膜透湿性能的影响.研究结果表明,膜水蒸气渗透的湿交换效率随着聚砜浓度的增大而降低;在保持铸膜液中聚砜不变的情况下,加入添加剂PVP可以使孔隙率增大,加入季铵盐能有效提高膜表面的亲水性,从而改善其透湿性能.