预氧化条件对聚丙烯腈炭膜性能的影响

采用浸渍法在煤基炭管上制备出聚丙烯腈基复合炭膜,考察了预氧化条件对聚丙烯腈(PAN)基炭膜性能的影响.结果表明,随着预氧化温度的升高,炭膜的孔径分布越逐渐变宽,平均孔半径和通量逐渐增大;延长预氧化时间,炭膜的平均孔半径和气体通量均有所增加.通过优化这些实验参数可以制备出复合效果好、表面光滑无缺陷的PAN炭膜.     

聚丙烯腈炭-炭气体分离复合膜的制备

以聚丙烯腈(PAN)为前驱体采用浸渍涂膜法在煤基炭管支撑体上制备出聚丙烯腈炭-炭复合膜,考察了涂膜液浓度,浸涂和干燥条件以及涂膜次数对聚丙烯腈炭-炭复合膜性能的影响.结果表明,涂膜液浓度、干燥条件以及涂膜次数对炭-炭复合膜性能的影响显著.随着涂膜液浓度的增大,炭-炭复合膜的平均孔径和气体通量均呈现先减后增的趋势.升高干燥温度和延长干燥时间,使炭-炭复合膜平均孔径减小,但当达到一定程度时变化不明显.增加涂膜次数使炭-炭复合膜平均孔径减小,但过多的涂膜次数会使膜层在炭化后产生裂纹和剥落现象.通过调整实验参数制备出了复合效果较好,表面光滑无缺陷的聚丙烯腈炭-炭复合膜.     

炭膜

炭膜是由炭构成的膜状物质,也可以说,具有不同杂化轨道形成的碳所组成的膜体.按其制法、结构、性能和用途分类,它又可细分为热解炭膜、四配位非晶炭膜、纳米管炭膜、玻璃状炭膜、无定形炭膜、高结晶度石墨炭膜;机械用炭膜、分离用炭膜、工具领域用金刚石炭膜、为消除静电堆积用晶须炭膜等.     

成膜基质对炭膜结构与气体分离性能的影响

以间苯二酚-甲醛为碳源,F127为添加剂,经成膜与炭化得到炭膜.通过热失重分析、红外光谱、元素分析及透射电镜从微观上分析了前驱体的热解过程及碳结构演变.采用X射线衍射及氮气吸附技术分别测定了炭膜碳结构与孔结构.研究了成膜基质表面疏水性对成膜过程的收缩率、碳结构、孔结构及气体分离性能的影响.结果显示,成膜基质对炭膜微观结构与分离性能影响显著.疏水性较大的玻璃比聚四氟乙烯与不锈钢更有助于减小成膜过程中径向收缩率,并得到高比表面积与孔体积的炭膜,其对O2/N2选择性高达10以上.     

浸渍处理对管式炭膜孔结构的影响(英文)

为有效调整和控制管式炭膜(TCM)内表面的孔结构,采用浸渍法对管式炭膜进行处理,并通过调整浸渍液浓度和改变浸渍处理的次数分析浸渍对膜内孔径分布的影响。扫描电子显微镜(SEM)观察得知:浸渍处理能够有效修复管式炭膜表面上的孔缺陷。同时,浸渍前后样品的孔径分布数据揭示出管式炭膜的微孔尺寸随着浸渍液浓度和浸渍次数的增加而变小,且孔分布也随之变窄。说明通过调整浸渍条件可以实现管式炭膜孔径和孔结构的有效控制。     

聚丙烯腈共混膜的发展现状及研究进展

本文对聚丙烯腈共混膜的发展现状，工艺条件与膜性能的关系，膜的力学性能和耐化学性以及膜的应用领域进行了综述     

炭分离膜

炭分离膜作为一种特殊的炭分子筛,是一种新型的由炭素材料构成的具有分离功能的无机膜。最初的炭膜是ＡｓｈＲ等人于1973年以石墨化炭黑为原料经压制而成的平板膜。与传统的有机膜相比较,炭膜具有耐高温,高稳定性,高选择性,高渗透性,高分离能力,机械强度好以及清洁状态好等     

热解氛围对聚丙烯腈分离炭膜微结构的影响

采用FTIR、XRD、Raman等分析方法对在真空和氩气氛围中制备的聚丙烯腈炭膜化学结构和微晶结构的变化进行研究。结果表明，在两种氛围下PAN分子结构随着热解温度的升高由链状线型结构转变为乱层石墨结构，发生了氰基环化、脱氢、脱氮反应。PAN在真空氛围中的热解反应活化能低于氩气氛围中的活化能，说明真空氛围能够降低热解反应的温度，加速反应的进行。在真空氛围中制备的PAN炭膜微晶的La值大于氩气氛围中制备的炭膜微晶值，而d002、Lc。值则小于后者，说明真空氛围下制备的炭膜微晶有序度高，结构缺陷和孔隙均小于氩气氛围下制备的炭膜。可见，热解氛围对聚丙烯腈炭膜的热解机理、化学结构和碳微晶结构有很大的影响。     

管状多孔炭膜的研究

介绍了管状多孔炭膜的制备方法及应用,探讨了不同材料制备支撑体炭膜和炭－炭复合膜的效果及影响炭膜孔结构性能的主要因素。研究表明,煤和酚醛树脂均是良好的制膜材料,制得的支撑体炭膜不仅具有较高的孔隙率和气体通量,而且孔隙结构均一,机械强度高。膜材料的种类,粒度及炭化工艺条件等因素对炭膜的孔结构性能影响较显著。以酚醛树脂等高分子聚合物及煤热解产物为涂膜液制得的炭－炭复合膜其孔径明显的变小,孔径分布变窄。炭     

预氧化对聚丙烯腈膜结构及性能的影响研究

以聚丙烯腈(PAN)为前驱体,N-甲基吡咯烷酮为溶剂,水为凝胶介质,采用干-湿相转化法制备不对称PAN基聚合物膜,通过FT-IR、XRD、SEM等手段进行结构表征及恒压力变体积法测试气体渗透性能,主要探讨了PAN膜在空气预氧化处理过程中的化学和微结构变化规律及预氧化工艺条件(预氧化温度、恒温时间及空气流率)对PAN膜的结构和气体渗透分离性能的影响.研究表明,在空气预氧化过程中,PAN膜的化学结构经氧化交联由线性结构转变为体型结构,PAN由热塑性变为热固性材料.预氧化工艺对PAN膜性能有很大的影响.提高预氧化温度、延长恒温时间以及增大空气流率均有利于膜性能的提高,但当预氧化条件超过一定程度后,膜性能反而降低.SEM分析表明,预氧化处理后的膜仍具有聚合物膜的基本孔形貌.     

添加剂对PAN中空纤维超滤膜影响规律研究

根据有机添加剂和无机添加剂在超滤膜形成过程中所发挥作用的不同，分别选择不同分子量的聚乙二醇和无机盐ＬｉＣｌ，ＺｎＣｌ２，Ｍｇ（ＣｌＯ４）２为添加剂，观测其对聚丙烯腈中空纤维超滤膜性能影响，同时发现，采用复合添加剂在膜孔径进行调节，可以得到孔径小，孔隙率高的中空纤维超滤膜。     

大孔氧化铝支撑体上细孔膜的制备研究

采用悬浮粒子浸涂法在宽孔径分布的大孔（平均孔径为12μm）管状支撑体上进行了氧化铝细化膜制备过程的研究,探讨了浆料中固体含量和涂膜时间对膜的孔径大小,分布和形貌的影响,初步得到孔径分布比较窄而且表面比较平整的微滤膜,提出了在这种大孔支撑体上的简单的成膜模型,加深并拓宽了对湿膜形成过程机理的认识。     

电化学表面处理PAN基炭纤维的表面性能研究

以NH4HCO3为电解质对PAN基炭纤维进行了连续表面处理，并利用X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱、扫描电子显微镜(SEM)和自动电位滴定等方法，系统研究了电化学氧化反应后炭纤维表面石墨微晶尺寸的变化规律，推导出微晶宽度(La)、微晶厚度(Lc)与电流密度(J)之间存在线性天系式；同时，经电化学氧化处理后，炭纤维表面含氧官能团的摩尔分数增加8．54％，表面吸附水的摩尔分数增加5．34％，使其表面由憎液性变为亲液性，这有利于提高炭纤维增强树脂基复合材料(CFRP)的层问剪切强度(ILSS)。     

高强度自支撑聚丙烯腈基GPE膜的原位制备及性能研究

通过原位聚合方法制备化学交联型聚丙烯腈基凝胶聚合物电解质(PAN-GPE)薄膜,利用红外光谱仪、万能试验机、电化学工作站和综合热分析仪分别对其分子结构、拉伸强度、离子导电率和热性能进行表征,探究二乙烯基苯(DVB)、乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)和聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(PEGDMA)3种交联剂对GPE膜性能的影响。研究表明,3种交联剂均可以明显提高GPE膜的拉伸强度,EGDMA的增强效果最佳,其使用量为聚合单体质量的2.5%时,PAN-GPE膜的拉伸强度由0.26 MPa增强到了5.87 MPa,提高了21.6倍;在实验范围内,3种交联剂对GPE膜的离子导电率影响不大。     

The effects of carbonization time on the properties and structure of PAN-based activated carbon hollow fiber

Polyacrylonitrile (PAN) hollow fibers were pretreated with ammonium dibasic phosphate, then further oxidized in air, carbonized in nitrogen and activated with carbon dioxide. The effects of carbonization time of PAN hollow fiber precursor on the microstructure, specific surface, pore-size distribution and adsorption properties of PAN-based carbon hollow fiber (PAN-CHF) and PAN-based activated carbon hollow fiber (PAN-ACHF) were studied in this work. After the activation process, the surface area of the PAN-ACHF increased very remarkably, reaches 506 m²g^{– 1}, when fibers are carbonized at 900C for 70 min and activated at 800C for 40 min. The different adsorption ratios to two adsorbates including creatinine and VB₁₂ reflect the number of micropores and mesopores in PAN-ACHF. The dominant pore sizes of mesopores in PAN-ACHF range from 2 to 5 nm     

PAN基静电纺纳米纤维毡的预氧化、碳化研究

对PAN基静电纺纳米纤维毡进行了预氧化和碳化研究.通过热重分析仪、电子万能试验机、场发射电镜、傅立叶变换红外-拉曼光谱仪、X衍射仪等分析手段对纳米纤维毡、预氧化纤维毡和碳纤维毡进行了表征,研究了热处理过程中聚丙烯腈纳米纤维毡的失重、力学性能变化和结构变化等.     

高强度炭纤维微观结构分析及力学性能的比较

采用元素分析、SEM、XRD、Raman光谱等分析方法,研究了高强度PAN炭纤维T800H和T1000G的元素含量、表面形貌及微观结构参数等因素.结果发现,T1000G的含碳量高于T800H,含氮含量低于T800H;T1000G的表面光滑,而T800H的表面存在沿纤维轴方向的沟壑,表明前者的原丝可能是用湿纺纺丝,后者则可能是干喷湿纺纺丝.从两者的断面上均能看到颗粒状结构,T1000G比T800H的颗粒要小而紧凑;与T800H相比,T1000G的微晶尺寸(Lc、La)较大,取向性较好,微晶层间距(d002)和孔隙率(Vp)均较小,且表现出较好的致密性和均质性.因此T1000G具有较高的抗拉强度.     

突破原丝瓶颈效应加速我国PAN炭纤维技术的发展

聚丙烯腈基炭纤维是高新技术领域中的重要原材料,制约其技术发展的瓶颈是原丝的研究。分析了长期以来国内原丝研究存在的综合基础弱,力量薄,研究单一,缺乏创新等问题,结合北京化工大学开展的Ｔ３００及更高性能炭纤维原丝技术研究工作,探讨并提出了提高原丝基础和工艺研究的建议,认为点面结合、创新思维和不懈努力、集中攻关与广泛协作等是提高原丝研究水平的基础与保证,同时强调要高度重视工艺与装备研究、开发具有自主知识产权技术的重要性。