热缩聚煤沥青压型制备分子筛炭膜 (IV)活化法在炭膜制备上的应用

在破沉积法和表面涂层法制备分子筛炭膜的基础上，在氧化气氛下对所制得的分子筛炭膜进行适当活化，可以大大提高分子筛炭膜对H_2／CO_2的分离性能．实验结果表明，在750℃通入CO_2／N_2的混合气（体积比为1：4），对前述两种方法制得的分子筛炭膜活化30min，H_2／CO_2的分离系数由活化前的11．5上升到27．8，H_2的渗透速率略有提高，CO_2稍有下降．与其它几种膜材料H_2／CO_2的分离性能相比，活化制得分子筛炭膜有很大的优越性．     

热缩聚煤沥青压型制备分子筛炭膜（Ⅱ）──液相碳沉积法制备分子筛炭膜

以一定浓度的酚醛树脂溶液对炭膜基板进行碳沉积处理，考察碳沉积条件对所制备的分子筛炭膜气体分离性能的影响。实验结果表明，较好的碳沉积条件为：碳沉积液浓度为６０％，浸渍时间为１２０ｍｉｎ，碳沉积次数为三次，热处理温度为７００℃。此膜对ＣＯ_２和Ｈ_２有很好的分离作用，两者的透过速率分别为１０~（－６）和１０~（－５）ｃｍ~３（ＳＴＰ）／ｃｍ~２·ｓ·ｃｍＨｇ数量级，分离系数可达１７．８。初步研究结果表明，此膜对ＣＯ_２／Ｏ２、ＣＯ_２／Ｎ_２和ＣＯ_２／ＣＨ_４也有一定的分离能力，分离系数在６．０左右。     

炭膜气体分离性能研究

以酚醛树脂为原料制备了炭支撑膜和炭－炭复合膜，研究了其气体分离性能。结果表明：炭支撑膜分离气体和机理包括努森扩散和粘性流；采用浸涂－干燥－炭化的工艺制备的炭－炭复合膜对Ｈ２／ＣＯ２具有较好的分离性能，Ｈ２／ＣＯ２分离系数达５．６，大于理想努森扩散的分离系数３．７。但在高压差时复合膜上ＣＯ２的表面扩散增强，使Ｈ２／ＣＯ２分离系数下降。     

热缩聚煤沥青压型制备分子筛炭膜：炭膜基板的制备（Ⅰ）

以一种热缩聚煤沥青为原料制务炭膜基板，考察了预氧化、炭化条件对炭膜基板的气体透过性和选择性的影响。结果表明：炭膜基板对ＣＯ_２／Ｈ_２及Ｎ_２／Ｈ_２有一定的分离能力，分离系数在３．０左右，气体的透过速率在１０~（－３）ｃｍ~３（ＳＴＰ）／（ｃｍ~２·ｓ·ｃｍＨｇ）数量级，同时，还考察了炭化温度对炭膜基板的机械强度、失重和收缩程度的影响。     

热缩聚煤沥青压型制备分子筛炭膜(Ⅲ)─—表面涂层法制备分子筛炭膜

表面涂层法是制备分子筛炭膜的有效方法、以酚醛树脂的乙醇溶液作为涂层液对炭膜基板进行处理，制得适合H2/CO2分离的分子筛炭膜。结果表明，适宜的涂层液浓度为30％（Vol），涂层处理四次制得分子筛炭膜。H2与CO2的渗透速率分别为2．66×10－5和2．22×10－6cm3（STP）／cm2·s．cmHg，二者的分离系数可达到11．7。     

热缩聚煤沥青压型制备分子筛炭膜(Ⅲ)─—表面涂层法制备分子筛炭膜

表面涂层法是制备分子筛炭膜的有效方法、以酚醛树脂的乙醇溶液作为涂层液对炭膜基板进行处理，制得适合H2/CO2分离的分子筛炭膜。结果表明，适宜的涂层液浓度为30％（Vol），涂层处理四次制得分子筛炭膜。H2与CO2的渗透速率分别为2．66×10－5和2．22×10－6cm3（STP）／cm2·s．cmHg，二者的分离系数可达到11．7。     

水处理用炭膜的制备研究

以煤基沥青为原料,通过热处理制得中间相沥青,粉碎后经自粘成型、预氧化、炭化过程制得炭膜,把制得的炭膜用于染料水溶液的分离．通过考察各个工艺条件对炭膜分离性能的影响,确定出制备炭膜的最佳工艺参数．并考察了浸渍法对炭膜分离性能的影响．     

CO_2/CH_4分离膜研究进展

介绍ＣＯ２／ＣＨ４分离膜的开发背景及发展历史;ＣＯ２／ＣＨ４分离膜材料及相应的成膜技术,并提出ＣＯ２／ＣＨ４分离膜的发展方向。     

由灵武煤新法干馏半焦制备炭分子筛的研究

以灵武不粘煤的固体热载体新法干馏半焦为原料，综合使用碳化法和碳沉积法进行了空分富氮用炭分子筛的制备研究，考察了碳化和碳沉积工艺条件对产品空分性能的影响，并用ＦＴＩＲ和ＸＲＤ技术对产品炭分子筛进行了表片。结果表明，灵武煤的新法干馏半焦是制备炭分子筛的优良产；在最佳工艺条件下制得的炭分子筛的空分性能可与进口的同类产品相媲美；炭分子筛是典型的无定形炭，其表面含氧官能团主要是Ｃ－Ｏ键和Ｃ＝Ｏ键。     

双极膜的制备

在双极膜制备中，通过添加适当的催化介质如多级胺类，金属氧化物和氢氧化物可有效的改善双极膜的性能。在本研究工作中通过添加催化介质和控制双极膜介面层清析度，制得性能良好的双极膜。工作电压在１００ｍＡ／ｃｍ＾２时，用１．０Ｎ ＮａＳＯ４测试膜电压降为１．５￣２．５Ｖ。     

混合电解质体系反渗透膜性能的预测

建立了一种混合电解质体系膜性能的预测方法。依据这种方法，只需一套膜规格化数据，即纯水渗透常数Ａ，氯化钠的渗透参数ＤＡＭ／Ｋδ和传质系数Ｋ，就可预测膜对任意混合电解质体系的分离性能，选用了６种醋酸纤维膜对４种混合体系（ＮａＣｌ－ＣａＣｌ２－Ｈ２Ｏ－，ＮａＣｌ－ＮａＮＯ３－Ｈ２Ｏ，ＫＩ－ＣａＣｌ２－Ｈ２Ｏ，ＮａＢｒ－ＭｇＣｌ２－Ｈ２Ｏ）的分离实验，验证了预测方法的正确性。     

石油焦基炭分子筛的制备及表面表征

以大庆石油焦为原料，采用物理化学联合活化法制备炭分子筛，考察了碱炭比、活化温度、活化时间对炭分子筛吸附性能的影响，确定了最佳工艺条件并制得比表面积近3000m^2／g的炭分子筛。进而通过热处理、表面氧化方法，得到孔径均-(中孔达85％)，表面酸度适宜(150～240℃之间为弱酸，240～340℃为中强酸，340～450℃为强酸分布)的催化剂载体。与传统氧化铝比较，多孔炭具有酸度分布广泛的特点。     

高温裂解制备炭分子筛膜形成过程研究

介绍了高温裂解法制备炭分子筛膜过程,阐述了前躯体炭化过程中形成炭分子筛膜的高温裂解机理。这些对于深入了解前躯体高温裂解的变化规律,正确选择残炭量高、热固性好、热收缩性小的前躯体,进而研制出性能优良的炭分子筛膜具有重要意义。炭分子筛膜作为一种新型的分离材料,用于气体分离有广阔的应用前景。     

溶胶—凝胶法制备SiO2膜的研究

研究了正硅酸乙酯和硅溶胶水解聚合过程中溶胶聚合物分子的生长过程。用ＴＥＯＳ和硅溶胶作原料。用溶胶－凝胶法制备了有载体和无体体的ＳｉＯ２膜，由不同原料引起的聚合物分子的不同生长模式将引起无载体ＳｉＯ２膜孔径的较大差异，用ＴＥＯＳ制得的无载体ＳｉＯ２膜无１．７ｎｍ以上的孔，而用硅溶胶制得的ＳｉＯ２膜平均孔径为７．５ｎｍ且孔径分布狭窄。用ＴＥＯＳ作原料可在载体α－Ａｌ２Ｏ３上制得无大孔缺陷厚约０．８μｍ     

糠醇单体制备支撑炭分子筛膜

使用糠醇单体在多孔氧化铝管的内表面成功制备了炭分子筛膜。其制备采用了3种方法:(Ⅰ)将酸性催化剂加入到糠醇中使糠醇聚合,然后采用浸渍法涂膜;(Ⅱ)先将催化剂浸渍在支撑体上,然后将支撑体浸入到糠醇溶液中制膜;(Ⅲ)先将催化剂浸渍在支撑体上,然后将支撑体置于糠醇蒸汽中制膜。方法Ⅱ制备的炭膜质量最大。方法Ⅲ制备的炭膜质量次之,方法Ⅰ制备的炭膜质量最小。方法Ⅲ制得的炭膜具有最好的气体选择性,CO2/N2的理想选择性为79.3,O2/N2的理想选择性为10.6,方法Ⅰ、Ⅱ制得的炭膜的气体分离性能相近,CO2/N2的理想选择性为20,O2/N2的理想选择性为6。     

ACFs二次活化制分子筛炭织物的前驱体

用ＫＯＨ 为活化剂对经水蒸气进行轻度活化后的ＰＡＮ 基活性炭毡（ＡＣＦｓ） 进行了二次活化，考察了ＫＯＨ 的浸渍比、活化时间、活化温度对活性炭毡吸附性能及孔结构的影响，发现ＫＯＨ 浸渍比在１９０ ％ 左右、活化温度在８００℃、活化时间为５０ ｍｉｎ 的活化条件下所得ＡＣＦｓ 的吸附能力较高，适合作为制造纤维状的炭分子筛的前驱体。     

Sol—gel工艺制无支撑γ—Al2O3分离膜

本文以异丙醇铝为原料，采用Ｓｏｌ－ｇｅｌ工艺制备了无支撑γ－Ａｌ２Ｏ３陶瓷分离膜，制得孔半径为２．５ｍｍ，孔隙率为４５％，比表面积为１５０ｍ＾２／ｇ的γ－Ａｌ２Ｏ３膜。并用ＩＲ，ＸＲＤ，ＤＴＡ／ＴＧ等手段分析了水解产物，干凝胶膜的物相随水解温度，热处理温度的变化，同时研究了膜的热处理温度对膜的孔径，孔隙率的影响。结果表明水解温度低于７０℃时产物中出现的β－Ａｌ（ＯＨ）３不利于形成溶胶；γ－ＡｌＯＯ     

溶胶－凝胶法制备SiO_2膜的研究

研究了正硅酸乙酯（ＴＥＯＳ）和硅溶胶水解聚合过程中溶胶聚合物分子的生长过程。用ＴＥＯＳ和硅溶胶作原料，用溶胶－凝胶法制备了有载体和无载体的ＳｉＯ＿２膜。由不同原料引起的聚合物分子的不同生长模式将引起无载体ＳｉＯ＿２膜孔径的较大差异。用ＴＥＯＳ制得的无载体ＳｉＯ＿２膜无１．７ｎｍ以上的孔，而用硅溶胶制得的ＳｉＯ＿２膜平均孔径为７．５ｎｍ，且孔径分布狭窄。用ＴＥＯＳ作原料可在载体α－Ａｌ＿２Ｏ＿３上制得无大孔缺陷厚约０．８μｍ的ＳｉＯ＿２膜，膜的纯氮气渗透表现出Ｋｎｕｄｓｅｎ扩散特征。制膜时涂膜－干燥循环不少于三次才可避免产生大孔缺陷。     

水蒸气活化法制备炭膜的研究

以童亭萃余煤为原料制备炭膜,采用水蒸气为活化剂调孔,探讨了加水蒸气量、活化温度、活化时间对炭膜孔隙率的影响。结果表明：炭膜的孔主要是微孔和中孔,当水蒸气加入量1.41 mL/min,活化温度800℃,活化时间105 min,最有利于孔隙率的增加,在此条件下制得的炭膜孔隙率为35.8%。可见利用水蒸气活化法调节炭膜的孔隙是可行的。     

微波制备均分散定组成Mg5（CO3）4（OH）2.4H2O

采用微波处理ＭｇＣＯ３．３Ｈ２Ｏ,制得了具有稳定组成的Ｍｇ５（ＣＯ３）４（ＯＨ）２．４Ｈ２Ｏ并对微波作用机理进行了初步探讨,该法操作简便,准确,产品性能优于水浴加热或水蒸气加热所得产物。