“双创型”化工专业人才的培养与实践

目前双创教育对于本科专业教学提出新的要求,化工专业如何培养双创型人才是一个全新的课题。探索将双创教育融入课堂教学的新型教学体系和模式,对于化工专业教学而言具有重要的战略意义。     

界面聚合法制备PEO中空纳米微球及其对气体渗透性的影响

为获得高的渗透和选择性能,分别以聚乙二醇甲醚丙烯酸酯和双季戊四醇六丙烯酸酯为水相反应单体和油相交联剂,利用界面引发剂在无表面活性剂微乳液油水界面处引发聚合制备中空微球,浇铸形成具有纳米空腔的中空微球膜,并考察了膜内纳米空腔对分离膜气体渗透性和分离性的影响。结果表明:制备的中空微球平均粒径为95 nm,中空结构明显;在高交联剂含量中,中空微球膜的渗透分离性能较壳层材料的本征值都有显著提升,在35℃、0.2 MPa下,CO_2的渗透系数增大4.5倍,且分离系数也有所提升。     

聚酰亚胺中空纤维气体分离膜的物理老化现象

以聚酰亚胺6FDA-mPDA为原料制备了单层非对称中空纤维膜,以聚酰亚胺Matrimid5218为分离层材料制备了双层非对称中空纤维膜,膜的致密层厚度为0.09~0.21μm。测试了中空纤维膜的O2、N2、CH4和CO2等气体渗透性能随时间的变化,研究了中空纤维膜物理老化现象。结果表明,随着老化的进行,气体渗透速率逐渐减小,分离系数逐渐变大,直至平衡。以自由体积扩散机理为基础,针对非对称中空纤维膜具有超薄皮层的特点,建立描述物理老化过程的数学模型。结果表明,该模型与实验结果相吻合,表明自由体积扩散机理可用来描述具有超薄皮层的中空纤维膜的物理老化现象。     

PEO/聚吡咯中空纳米微球混合基质膜的制备及其CO2渗透分离性能

采用壳层具有介孔结构的聚吡咯中空纳米微球作为填料，和聚氧化乙烯单体共混自由基聚合制备了混合基质膜。结果表明，聚吡咯微球与基质相容性较好，未见明显团聚现象和缺陷。混合基质膜的渗透系数随填料含量的增加先增大后减少，在0.5%处达到最大值，CO₂渗透系数增长31%；CO₂/N₂分离系数有所降低，CO₂/CH₄分离系数则变化不大。研究表明，由于聚合物链段对微球壳层的介孔填充，气体在膜内的扩散系数不升反降，渗透系数的提高主要是由于溶解度系数的变化，而这也导致了溶解选择性的变化，进而影响了分离系数。     

H_2/CO_2 Gas Transport Performance in Poly(Ethylene Oxide) Reverse-selective Membrane with Star-like Structures

A series of poly(ethylene oxide)(PEO) membranes with star-like structures for CO_2/H_2 separation were prepared by the photo-polymerization method. The structure of PEO membrane was characterized by Fourier transform infrared spectroscopy(FTIR). The thermal property and inter-segmental distance of polymer chain were investigated by differential scanning calorimetry and wide-angle X-ray diffraction, respectively. The density was determined by hydrostatic weighing method. The gas permeability, solubility and diffusivity of CO_2 and H_2 were investigated in the star-like PEO membranes. The relationship between gas permeation performances and physical properties was also discussed. The membrane exhibits outstanding CO_2 permeability(about 9.7×10~(-11) cm~3(STP) cm/cm~2/s/Pa) and CO_2/H_2 selectivity(about 11) compared with other membranes.     

聚氧化乙烯气体分离膜的发展

聚氧化乙烯[poly(ethylene oxide),PEO]类膜材料含有大量与CO2有很强相互作用的醚氧基团,使得它具有很高的CO2/light gases(例如:H2、N2、CH4)溶解选择性,因此带来很高的CO2/light gases选择性.介绍了具有高溶解选择性CO2气体分离膜材料的筛选,重点叙述了PEO类膜材料的发展以及目前主要的PEO类膜材料的气体分离性能.当PEO含量达到足够高时,PEO类膜材料的CO2/light gases选择性大小基本相同,而它们的CO2透气性随着膜材料链段结构的不同而有较大不同.