羧基化改性对PAN热交联膜孔结构及性能的影响

作为热塑性材料,聚丙烯腈不对称膜在热交联的过程中会发生热熔融,导致孔融并。以非溶剂相转化(NIPS)法制备了聚丙烯腈基不对称(PAN)膜,采用NaOH碱性水解工艺,经过羧基化改性和热交联制得具有丰富海绵状孔及指状孔结构的羧基化PAN基热交联(H-TPAN)膜,研究了NaOH浓度对PAN及后处理膜结构与性能的影响。结果表明,羧基化对PAN膜进行改性处理,能够在热交联阶段促进氰基团环化和氧化反应,提高H-TPAN膜的交联程度,避免膜孔在高温下的热融并,保持PAN热交联膜通量。PAN膜在热交联过程中性能最优的羧基化条件为：NaOH浓度0.4 mol·L^-1、羧基化时间1 h、羧基化温度60℃。同时,羧基化改性膜表现出优异的热稳定性和良好的耐溶解性。     

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。     

活性炭纤维的功能化及其在印刷有机废气处理中的应用

重点介绍了国内外活性炭纤维改性的方法及其对有机废气的吸附的研究进展,简要地介绍了活性炭纤维在吸附印刷废气处理中的应用,并对其应用前景作了展望.     

生物柴油合成用木质素固体酸催化剂的制备

采用炭化磺化法,以天然生物质木粉为原料制备了生物质炭基固体酸催化剂,研究了不同树种的生物质木粉对炭基固体酸催化剂的催化酯化性能的影响.比较了4种不同原料制备的炭基同体酸催化剂的催化性能,并进行了表征.结果表明,与其他炭基固体酸催化剂相比,以生物质木粉为原料制备的炭基固体酸催化剂表现出了较高的催化酯化性能.     

炭膜分离CO2/CH4混合气的分子模拟

针对炭膜分离CO₂/CH₄混合气体的过程,分别采用Materials Studio和Lammps软件进行分子模拟,建立与炭膜孔结构相近的Z字形孔模型,通过实验数据验证了模型的可靠性,通过对CO₂/CH₄纯组分及混合气体在膜孔内的吸附和扩散过程的模拟得到分离系数并探讨气体分离机理。综合吸附与扩散过程的模拟结果表明:适当的低温和较小的孔径有利于实现CO₂/CH₄混合气体的分离;随着温度的升高,CO₂/CH₄的分离系数减小,而且膜孔径对分离系数的排序为0.670nm>1.005nm>1.340nm;在温度为298K、膜孔径为0.670nm的操作条件下CO₂/CH₄的分离系数为20.1,与实验数据较吻合。研究结果可为优化炭膜制备提供指导,并为探讨分离过程机理提供依据。     

自支撑石墨烯炭膜的制备及气体分离性能

通过溶剂蒸发法得到聚酰胺酸（PAA）与氧化石墨烯（GO）的复合石墨烯膜,并经600℃炭化制备了具有良好柔韧性的仿贝壳珍珠层结构的自支撑石墨烯炭膜。通过X射线衍射和场发射扫描电镜对薄膜微观结构进行表征,并测试不同PAA固含量制备的石墨烯炭膜对CO₂和CH₄的分离性能。结果表明,炭化后,GO被还原成石墨烯,呈层状堆叠,堆叠的层间填充了空穴和残炭;石墨烯炭膜的CO₂渗透通量和CO₂/CH₄分离理想选择性随PAA加入量增加,CO₂通量最高可达824 barrer,此时CO₂/CH₄理想选择性达38.9。石墨烯层骨架和碳分子筛构成石墨烯炭膜的气体传输通道,本研究成果为柔性自支撑气体分离炭膜的制备开辟了新思路。     

炭分子筛膜气体分离传递机理研究的新进展

炭分子筛膜由于其本身具备的独特优势以及其在气体分离方面的应用潜力,已引起了世人的关注.但对炭分子筛膜分离机理特别是传递过程机理研究的不足限制了其发展.本文介绍炭分子筛膜气体分离机理特别是传递过程机理研究的最新进展,包括针对制备方法不同所建立的气体传递机理模型,如Maxwell模型和Bruggeman模型;详细介绍了两种孔结构模型平行阻力模型和阻力串联模型.在此基础上,分析了各模型中存在的问题和不足,认为需要对炭分子筛膜进行进一步的完善并建立合理的传递机理模型,才能推动炭分子筛膜用于气体分离的进程.     

炭膜基亲水性无机微滤动态膜的制备研究

以水包油型油水乳化液分离为背景,以多孔管状炭膜为载体,以高岭土、ZrO2和Al2O3三种微米级无机颗粒为涂膜材料,对亲水性无机动态膜的制备进行初步的实验研究。实验采用错流操作方式在膜管内表面涂覆动态膜,考察涂膜过程中渗透通量随时间的变化,研究涂膜颗粒种类、载体平均孔径、制备操作压力、错流速度、涂膜液温度及涂膜液中阳离子浓度对动态膜结构及制备过程渗透通量的影响。实验结果表明,高岭土和ZrO2微米级颗粒是较适宜的炭膜基动态膜涂膜材料,且两种动态膜的渗透通量均随载体平均孔径的增大而增大、随操作压力和涂膜液温度的提高而提高;对高岭土动态膜的研究发现,其渗透通量随错流速度的增大而提高;对ZrO2动态膜的研究发现,其渗透通量随涂膜液中阳离子浓度的增大先减小后增大。     

高精煤新技术研究

本文是在实验室内采用较温和的条件,即以氢氟酸(HF)和F—酸为浸取剂,对煤烟A进行连续分步脱灰和混合酸脱灰研究,实验结果表明在适当的条件下可以得到灰分为0.5％或更低的高精煤产品;同时,通过对烟煤A在不同脱灰率下灰分的组成分析,结果表明烟煤A在脱灰后所得高精煤的灰分(A)与其所含的硅、铁元素重量总和(x)呈线性关系;通过对烟煤A脱灰前后红外波谱的分析,表明它们的基本有机组成不变。     

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.