基于气体分离混合基质膜的界面调控

混合基质膜(MMMs)结合了传统有机膜材料和无机纳米材料的优势,突破了传统聚合物膜材料的渗透性与选择性之间的权衡限制,即"trade-off"效应,为高效的分离膜材料研究提供了新途径.但由于聚合物基体与纳米填料之间的相容性问题,往往在有机-无机相界面中形成空穴、僵化等非选择性缺陷.本文综述了MMMs常用的克服界面缺陷的调控技术,主要有聚合物基体的物化调控、纳米填料的物化调控、添加界面黏合剂以及后处理,并针对目前的调控方法提出存在的问题和展望,为高性能膜分离材料的制备方法提供新思路.     

高分子基气体分离膜材料研究进展

在简要介绍气体分离膜分离机理的基础上,详细介绍了高分子和有机-无机复合两类气体分离膜材料及其分离性能,其中高分子膜材料主要包括聚酰亚胺、硅橡胶、聚砜、醋酸纤维素、聚吡咯,有机-无机复合膜材料主要包括无机粒子填充高分子、有机-无机杂化,并对高分子基气体分离膜材料的发展前景进行了展望.     

改善MOFs/聚合物混合基质膜气体分离性能的策略

混合基质膜(MMMs)是一类新型的膜材料,其结合了有机相和无机相的优势,具有良好的渗透选择性,广泛用于气体分离领域.金属有机骨架材料(MOFs)因具有高孔隙率和可调节孔径等优势已成为一种新型的有机-无机杂化填料,被广泛研究用来制备具有增强分离性能的MMMs.然而,这种MMMs常出现界面缺陷、MOFs填料分散性差等劣化气体分离性能的问题.近年来为解决这些问题,研究了改善MOFs/聚合物MMMs气体分离性能的各种策略,包括MOFs的官能化、MOFs的调控、MOFs的包裹、聚合物的改性、MOFs和聚合物的匹配,这些策略也为改善除MOFs外其他填料填充的MMMs的气体分离性能提供借鉴.随着研究的深入,用于气体分离的MMMs的性能将逐渐得到改进,并有望实现商业化大规模生产.     

聚苯胺气体分离膜研究进展

介绍了聚苯胺(PANI)的结构、合成方法及其在气体分离领域的研究进展,综述了PANI气体分离膜的制备途径、掺杂过程和掺杂剂对PANI膜气体透过性能的影响.指出了研究中存在的问题,并对研究方向进行了预测.     

醋酸纤维素/MOF混合基质膜的水/盐传输

金属有机框架(MOFs)是一种近几年发展起来的具有规整孔结构的无机纳米粒子,在膜分离方面表现出很大应用前景.以溶解-扩散理论为基础,选择可以制成均质膜的三醋酸纤维素(CTA)为原膜,研究加入MOF粒子(UiO-66, MIL-101和ZIF-8)对其水/盐传输的影响.研究发现,MOF的加入能够提高混合基质膜的密度和玻璃化转变温度.同时,MOF破坏CTA链的堆积,降低了其结晶度.与原膜相比,添加MOF粒子对膜的水和盐吸收影响比较小,但明显降低了其对于盐的扩散和渗透.因此,MOF的加入在一定程度上可以提高膜的水/盐选择性.MOF粒子的加入主要是通过明显降低盐离子的扩散而提高了CTA的水/盐选择性.     

石墨烯基分离膜研究进展

以石墨烯及其衍生物作为基本单元构筑的分离膜,由于独特的孔结构和离子分子筛分特性,在海水淡化、污水处理、渗透蒸发等领域表现出潜在的应用价值。根据石墨烯基分离膜的结构特点,可以将其归类为纳米孔石墨烯薄膜和氧化石墨烯基层状薄膜。简要介绍了两类石墨烯基分离膜的结构特点和制备方法,从理论和实验两方面详细探讨了其传质行为和机制,并重点对氧化石墨烯基层状薄膜的结构调控、性能优化方法及其水处理应用的研究进展进行了综述。最后,总结并展望了石墨烯基分离膜未来的发展趋势和面临的挑战。     

聚酰亚胺基气体分离炭膜的进展

通过对近十多年来在聚酰亚胺基气体分离炭膜方面所取得成果的评述,探讨了聚酰亚胺的化学结构、成膜方法、热解工艺条件,以及修饰改性等因素对炭膜气体分离性能的影响.分析了聚酰亚胺基炭膜目前所存在的问题,并对其发展前景进行了展望.     

ZIF-67@PDA/含氟聚酰亚胺混合基质膜的制备及其气体分离性能

金属有机框架材料(MOF)/聚合物混合基质膜(MMMs)通过结合MOF的分子筛效应和聚合物基质成本较低、加工性能好、机械强度高的特征,使其在气体分离领域展现出巨大的应用前景。然而由于MOF在聚合物基体中存在分散性差问题,极大地限制了其应用。采用溶剂热法合成金属框架材料ZIF-67,并通过溶液氧化法在ZIF-67表面修饰聚多巴胺(PDA)层制备ZIF-67@PDA纳米多孔材料。以4,4’-二氨基二苯醚-2,2’-双(3,4-二羧酸)六氟丙烷二酐(ODA-6 FDA)型含氟聚酰亚胺(FPI)为基体、ZIF-67和ZIF-67@PDA为填料,制备不同质量分数的ZIF-67/FPI和ZIF-67@PDA/FPI。通过FTIR、WAXD、TGA、SEM、比表面和孔径分布分析仪、气体渗透仪等测试对MMMs的结构和性能进行表征并测试了N₂、O₂、CO₂、He 4种气体的渗透性。结果表明：经聚多巴胺修饰后的纳米微孔材料ZIF-67在聚合物基体中能均匀分散并为气体分子的通过提供快速通道,且表现出良好的热稳定性。ZIF-67@PDA对CO<...     

聚炔烃气体分离膜材料研究进展

一、前言近几十年来,人们对聚合物透气性进行了广泛研究,证明聚二甲基硅氧烷(PDMS)是透气性最好的合成高分子膜材料。随着制膜技术和工艺的不断发展与完善,气体膜分离技术已在部分领域得到应用。空气中氧气的富集是该项技术最重要的一个应用方向。目前,商品富氧器中使用的分离膜材料基本为PDMS、PDMS改性聚合物[如聚碳酸酯与PDMS嵌段共聚物(PC—PDMS)、聚苯醚与PDMS接枝共聚物(PPO—PDMS)、聚对羟基苯乙烯与PDMS交联共聚物(PHS—PDMS)等]及其它一些透气性较好的高分     

碳分子筛膜气体分离机理模拟的研究进展

介绍了近几年来碳分子筛膜气体分离机理研究的状况，包括模拟方法的发展和选择，巳有的非平衡分子动力学方法及目前模拟研究成果。详细地介绍了采用双控容积巨正则分子动力学（DCV-GCMD）方法进行碳分子筛膜气体分离机理模拟的基本原理和实现方法。提出了现有模拟研究所存在的问题及今后发展方向。到目前为止，巳有模拟结果和实验数据还有很好的可比性，通过分析可能的原因并给出了进一步完善模拟的建议。     

聚酰亚胺基气体分离膜的改性方法及其最新进展

综述了近年来聚酰亚胺气体分离膜的主要改性方法和最新进展,其中重点介绍了交联和共混改性方法,并对聚酰亚胺气体分离膜材料今后发展方向进行了展望.     

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．     

气体分离炭膜

本文综述了气体分离炭膜的发展、特性、分离机理和制备过程，并展望了其应用前景。     

聚酰亚胺气体分离膜

介绍了一种新型的气体分离膜材料－－聚酰亚胺，对其发展历史，合成，制膜及气体分离的应用研究了作评术，从四个方面讨论了聚酰亚胺膜的气体透过机理。并与普通膜材料进行了比较，指出了该膜材料的广阔发展前景。     

聚酰亚胺基CO_2分离膜的研究进展

聚酰亚胺膜在气体分离中表现出优良的特性,然而渗透性和选择性之间的相互制约影响了其工业应用。以分离捕集烟道气中CO2为背景,综述了近年来改善聚酰亚胺膜对CO2/N2体系分离性能的研究现状。重点介绍了分子水平设计和杂化改性聚酰亚胺的最新研究进展,展望了聚酰亚胺杂化的关键科学问题。     

蝶烯基微孔聚合物气体分离膜的研究进展

在气体分离膜领域,传统膜材料常面临着气体渗透性与选择性相互制约的难题,寻求新型聚合物膜材料并探寻分子设计规律成为首要任务.本文综述了一类新型聚合物——蝶烯基聚合物近十年内的研究进展,着重阐述了蝶烯分子在不同种类气体分离膜材料(聚酰亚胺、聚苯并嗯唑和自具微孔聚合物等)的结构、调控方式及气体分离性能,考察了碟烯结构在优化气...     

MOF基的光解水制氢催化剂研究进展

随着能源枯竭和环境污染问题日益严重,人们不得不将目光转向更加清洁环保的氢能源。光解水制氢技术是一种获取氢能源经济且清洁的理想方式,通过光催化手段将太阳能转化为化学能也是一种很有前景的技术手段。然而如何选取高效、经济的光催化剂是制氢最关键的环节。金属-有机框架(Metal-organic frameworks, MOFs)由于比表面积大、孔尺寸可调节、结构易于修饰及活性位点丰富等特点,使其成为光解水制氢理想的光催化剂候选材料。国内外学者就MOFs光解水制氢开展了大量的研究,并且取得了丰硕的成果。本论文综述了MOF基材料作为催化剂在光解水制氢领域的研究进展,总结了MOFs作为催化剂的优点和局限性,并对MOFs及其相关材料在光催化水解制氢领域的发展前景提出展望,以期对未来研究提供参考。