化学气相炭素材料的血液相容性研究进展

总结了炭素材料在血液相容性应用方面的优点，着重介绍了热解炭、非晶炭膜、含氢非晶炭膜在血液相容性方面的国内外研究状况，分析了其发展前景，提出了今后的研究重点。     

炭膜制备技术的研究进展

介绍了近年来炭膜的制备技术。根据炭膜的不同分类，详细叙述了不同种类炭膜的制备方法，尤其对支撑炭膜制备过程中前驱体的选择、成膜的方法、炭化的条件以及炭膜的修饰方法进行了详细的综述。同时，也对炭膜未来的发展前景进行展望。     

炭膜制备及其气体透过性

以炭粉为原料，加粘结剂成型制备炭膜并对其气体透过性进行了研究，考察了粘结剂用量，炭化等因素对炭膜的气体透过速率和气体组份理想分离系数的影响，气体透过膜孔的扩散为粘性流和努森扩散。     

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。     

原料粒度对煤基炭膜孔结构的影响

通过炭膜的孔径分布及ＳＥＭ结果分析，研究探讨了原料煤的颗粒度对煤基炭膜孔结构性能的影响。结果表明，不同原料粒度制得的炭膜具有不同的外观形态和孔隙结构。原料的颗粒度越小、越均一，所制得的炭膜平均孔径越小，孔隙结构越发达。因此，通过调节原料粒度可制得具有不同孔径和分布的炭膜。     

炭膜处理印染废水的研究

以海南椰壳为原料,一次炭化后,加入粘结剂成型,再炭化,制得植物基炭膜,研究了所制炭膜处理印染废水的过程。重点考察了炭膜制备了工艺条件对炭膜分离性能的影响以及不同炭膜改性方法的效果,并且初步探讨了炭膜处理印染废水的机理。     

炭化条件对多孔炭膜性能的影响

以石油沥青为原料,采用无粘结剂成型制备多孔炭膜,考察了炭化条件对炭膜的Ｈ２和Ｎ２气体渗透率和理想分离系数的影响,并用压汞法表征了炭膜的孔径分布,结果表明：炭化温度是影响炭膜性能的关键因素,制备的炭膜具有均匀性孔径分布,平均孔径为１５３ｎｍ。     

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．     

管状多孔炭膜处理焦化废水的研究

用新型管状炭膜对焦化废水进行了渗透分离研究。考察了废水中悬浮物浓度及化学需氧量与炭膜渗透压的关系。     

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。     

Facile preparation of ODPA‐ODA type polyetherimide‐based carbon membranes by chemical crosslinking

A chemical crosslinking protocol was developed to prepare carbon membranes from 3,3′,4,4′‐oxydiphthalic dianhydride‐4,4′‐oxydianiline (ODPA–ODA) type polyetherimide on the support of phenolic resin sheets. The effects of support pretreatment, membrane‐coating methods and crosslinking protocols on the resultant carbon membranes were investigated. The microstructure, functional group evolution, thermal stability, mechanics, morphology, and gas separation performance of samples were characterized by XRD, FTIR, TGA, mechanical testing technique, and gas permeation technique, respectively. Results have shown that the chemical crosslinking is more beneficial than the popular thermal crosslinking protocol to fabricate supported carbon membranes for the advantage of simple preparation process. In addition, spin‐coating is superior to drop‐coating in terms of good membrane formation on the support. Under the preferred preparation conditions of crosslinker ethylene glycol usage at 10 wt % and spin‐coating, supported carbon membranes can be obtained with good hydrogen separation performance. © 2017 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2017 , 134, 44889.     

聚醚砜酮基炭膜的制备及其气体分离性能

采用浸渍涂膜法,以商用聚醚砜酮(PPESK)为前驱体制备了管式复合炭膜,考察了涂膜次数、改性剂及其加入量对所制备炭膜的气体分离性能的影响.结果表明,随着涂膜次数增多,气体分子的渗透速率逐渐减小而选择性呈增大趋势;加入改性剂后的复合炭膜渗透速率和分离系数均有不同程度的提高,表明改性剂不仅改善了涂膜液与支撑体之间的复合效果、减少涂膜次数,同时也促进了气体渗透速率的提高.利用扫描电镜对复合炭膜的微观形貌进行观测,可以看出,复合炭膜由支撑体和分离膜层2部分组成.膜表面很致密均匀,无明显缺陷,分离层薄而均一,厚度在5μm左右,且与支撑体结合紧密.     

炭膜研究新进展

介绍了炭膜的特性,叙述了国内外近年来在制备炭膜前躯体材料、制备方法及炭膜应用方面的最新研究成果,并对炭膜未来的发展前景和方向做了展望,认为如何增加渗透性、减少膜厚度而不影响气体的选择性、提高其性价比,是炭膜未来发展的重点;发展以高分子材料为分离层、无机材料为支撑层的复合膜是改进膜材质的一种好方法,具有很好的应用前景.     

Ultra-thin skin carbon hollow fiber membranes for sustainable molecular separations

A transformative platform is reported to derive ultra-thin carbon molecular sieve (CMS) hollow fiber membranes from dual-layer precursor hollow fibers with independently tuned skin layer and substrate properties. These ultra-thin CMS hollow fiber membranes show attractive CO₂/CH₄ separation factors and excellent CO₂ permeances up to ~1,400% higher than state-of-the-art asymmetric CMS hollow fiber membranes. They provide a unique combination of permeance and selectivity competitive with zeolite membranes, but with much higher membrane packing density and potentially much lower costs.     

功能化碳纳米管/聚合物复合分离膜

碳纳米管不仅具有优异的力学性质和超大的比表面积,同时具有优良的传输特性,将其添加到聚合物中制备复合分离膜,具有广阔的应用前景。通过化学改性将碳纳米管功能化,提高其在聚合物中的分散性,制备碳纳米管/聚合物复合膜。本文在介绍了碳纳米管功能化、碳纳米管/聚合物复合膜制备方法的基础上,综述了功能化碳纳米管的加入对复合分离膜亲水性、水通量、机械稳定性以及分离等性能的影响。总结了近年来对碳纳米管在聚合物膜内定向排列的研究进展及碳纳米管定向对复合膜相关性能的影响。由于碳纳米管材料的各向异性,利用电场、磁场及流场等对碳纳米管在聚合物膜内的分布进行定向,从而充分利用其优异的性能,是该类复合膜的研究方向。     

具有缺陷孔结构的炭膜分离CO2/CH4混合气的分子模拟

基于炭膜无缺陷Z字形孔模型研究结果,建立随机缺陷、均匀缺陷与局部缺陷3种不同缺陷方式的炭膜微孔模型,研究等摩尔CO₂/CH₄混合气在缺陷膜孔中的吸附和扩散过程,探讨缺陷对炭膜气体分离的影响。结果表明,在273~348 K的温度范围内,CO₂与CH₄在缺陷炭膜孔模型内的平衡吸附量与扩散系数均低于无缺陷炭膜孔模型;与无缺陷、均匀缺陷和随机缺陷孔模型相比,局部缺陷孔模型的CO₂/CH₄总分离系数最低;温度低于298 K时,随机缺陷和均匀缺陷孔模型的总分离系数均大于无缺陷孔模型;随机缺陷孔模型的总分离系数大于均匀缺陷孔模型,说明随机删除碳原子的方式比均匀删除和局部删除更加合理。研究结果可为炭膜气体渗透机理的深入研究提供依据。     

离子液体膜材料分离二氧化碳的研究进展

离子液体由于具有不易挥发、结构可调、对CO₂有良好的吸收性能等特点而成为当前CO₂分离领域的研究热点,但因高黏度和高成本问题而限制了其工业化应用。将离子液体与气体分离膜材料结合,得到的新型分离膜材料兼具离子液体和膜的优势,成为当前离子液体研究领域的趋势之一。针对这一热点问题,综述了离子液体支撑液膜、聚离子液体膜和离子液体共混/杂化膜在CO₂分离方面的研究现状和进展,讨论了离子液体结构和含量对膜分离性能、稳定性等的影响。相关研究表明,离子液体共混/杂化膜具有较高的分离性能和稳定性,是一种很有应用前景的CO₂分离材料。提出该领域的重点发展方向,即开发新的功能化离子液体共混/杂化膜材料是解决高渗透通量与高稳定性之间矛盾、强化CO₂分离性能的有效途径,深入研究离子液体共混/杂化膜的形成机制、气体在膜中的渗透行为以及CO₂分离机理。     

Carbon molecular sieve gas separation membranes-I. Preparation and characterization based on polyimide precursors

Carbon molecular sieving membranes are new, high-performance materials for gas separations. The selectivities of these membranes are much higher than those typically found with polymeric materials and the selectivities are achieved without sacrificing productivity. Ultramicroporous carbon membranes can be produced by pyrolyzing various thermosetting polymeric materials under a variety of pyrolysis conditions. The membranes described in this paper were produced from the pyrolysis of a hollow-fiber polyimide precursor under conditions found to yield membranes with good air separation properties. Membranes were produced by two different temperature protocols, and were evaluated with mixed gas feeds at pressures ranging up to 200 psig (1.48 MPa). The lower temperature protocol yielded membranes with selectivities ranging from 8.5 to 11.5, and a higher temperature pyrolysis yielded membranes with selectivities ranging from 11.0 to 14.0. These membranes were found to be quite stable over time periods of several days with high-purity, dry feeds. Limited studies also showed that these membranes were highly effective for the separation of other mixed gas pairs, including

Full-size image (1K)

.     

基于纳米材料有机–无机复合超滤膜的研究进展

综述了近年来纳米材料在有机–无机复合超滤膜方面的最新发展和应用,主要包括基于纳米碳材料(碳纳米管、石墨烯)的复合超滤膜,基于金属、非金属氧化物(Al2O3、TiO2、Fe3O4、SiO2)的复合超滤膜,基于聚合物纳米纤维的复合超滤膜。