多孔材料改性聚二甲基硅氧烷/聚醚酰亚胺复合膜用于气体分离的研究
发布时间：2024-03-01 03:22
在天然气的开采过程中,伴生有大量的CO2气体,CO2的存在会降低天然气的热值,同时会增加运输过程中的安全隐患,通过气体膜分离过程去除天然气中的CO2是一种简便高效的方法。如今,使用最广泛的气体膜分离材料是传统的高分子有机材料,然而高分子有机膜的分离性能与渗透性能之间相互制约,且不能通过传统结构改性的方法克服；无机膜在分离与渗透性能上远优于高分子有机膜,然而却由于技术限制,现阶段生产成本较高。因此将二者优势结合,制备出高性能的有机-无机复合膜,是当今研究的热点。向聚合物中加入具有特殊吸附作用的多孔无机材料可以提高聚合物的分离性能并增强其渗透性能。ZSM-5分子筛与金属有机骨架化合物Cu3(BTC)2均是具有规则孔径与较大孔隙率的材料,大量的研究表明,向高分子有机膜中填充ZSM-5分子筛与Cu3(BTC)2可以提高复合膜的整体性能。本文首先将ZSM-5分子筛填充至聚二甲基硅氧烷(PDMS)中,制备了聚二甲基硅氧烷/聚醚酰亚胺(PEI)复合膜,并考察了ZSM-5分子筛填充量与原料气压力对复合膜渗透与分离性能的影响。实验结果表明,ZSM-5分子筛填充量为20%的复合膜分离效果最佳,CO2/CH...
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1.1 气体膜分离技术简介
1.1.1 气体膜分离技术原理
1.1.2 气体分离膜性能的表征
1.1.3 气体膜分离的应用
1.2 传统气体分离膜材料
1.2.1 有机高分子材料
1.2.2 无机材料
1.3 有机-无机复合或杂化材料
1.3.1 有机-无机复合或杂化膜的分类
1.3.2 有机/无机杂化复合膜的制备方法
1.3.3 影响有机/无机杂化复合膜性能的关键因素
1.4 选题依据和研究内容
第二章 ZSM-5分子筛对PDMS/PEI复合膜的改性研究
2.1 实验原理及性能评价
2.1.1 实验原理
2.1.2 性能评价参数
2.2 实验试剂及仪器
2.2.1 实验试剂
2.2.2 ZSM-5分子筛的表征
2.2.3 实验仪器
2.3 实验方法
2.3.1 ZSM-5分子筛填充PDMS/PEI复合膜的制备
2.3.2 气体渗透性能的测定
2.4 ZSM-5分子筛填充PDMS/PEI复合膜的表征
2.5 结果与讨论
2.5.1 ZSM-5分子筛填充量对复合膜性能的影响
2.5.2 压力对改性PDMS/PEI复合膜性能的影响
2.6 本章小结
第三章 表面改性ZSM-5分子筛对PDMS/PEI复合膜性能影响
3.1 实验原理及性能评价
3.2 实验试剂及仪器
3.2.1 实验试剂
3.2.2 实验仪器
3.3 实验方法
3.3.1 表面改性分子筛填充复合膜的制备
3.3.2 表面改性分子筛填充复合膜性能测定
3.4 结果与讨论
3.4.1 OTES改性ZSM-5分子筛填充复合膜的表征
3.4.2 OTES改性ZSM-5分子筛填充量对复合膜性能的影响
3.4.3 压力对OTES改性ZSM-5分子筛填充复合膜性能的影响
3.4.4 HMDSO改性ZSM-5分子筛填充复合膜的表征
3.4.5 HMDSO改性ZSM-5分子筛填充量对复合膜的影响
3.4.6 压力对HMDSO改性ZSM-5分子筛填充改性复合膜性能的影响
3.4.7 两种改性方法的对比
3.5 本章小结
第四章 Cu3(BTC)2对PDMS/PEI复合膜的改性研究
4.1 实验原理及性能评价
4.2 实验试剂及仪器
4.2.1 实验试剂
4.2.2 Cu3(BTC)2的表征
4.2.3 实验仪器
4.3 实验方法
4.3.1 Cu3(BTC)2填充PDMS/PEI复合膜的制备
4.3.2 Cu3(BTC)2填充PDMS/PEI复合膜性能测定
4.4 Cu3(BTC)2填充PDMS/PEI复合膜的表征
4.5 结果与讨论
4.5.1 Cu3(BTC)2填充量对复合膜性能的影响
4.5.2 压力对Cu3(BTC)2填充复合膜性能的影响
4.6 本章小结
第五章 改性PDMS/PEI复合用于CO2/CH4混合体系的分离
5.1 实验原理及性能评价
5.1.1 实验原理
5.1.2 性能评价参数
5.2 实验试剂及仪器
5.2.1 实验试剂
5.2.2 实验仪器
5.3 实验方法
5.3.1 复合膜对混合体系气体渗透性能的测定
5.4 结果与讨论
5.4.1 压力对改性PDMS/PEI膜性能的影响
5.4.2 混合气体体系组成对改性复合膜性能的影响
5.4.3 渗余相气体流量对改性复合膜性能的影响
5.5 本章小结
第六章 结论
参考文献
致谢
研究成果及发表的论文
作者和导师简介
附件
本文编号：3915360
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1.1 气体膜分离技术简介
1.1.1 气体膜分离技术原理
1.1.2 气体分离膜性能的表征
1.1.3 气体膜分离的应用
1.2 传统气体分离膜材料
1.2.1 有机高分子材料
1.2.2 无机材料
1.3 有机-无机复合或杂化材料
1.3.1 有机-无机复合或杂化膜的分类
1.3.2 有机/无机杂化复合膜的制备方法
1.3.3 影响有机/无机杂化复合膜性能的关键因素
1.4 选题依据和研究内容
第二章 ZSM-5分子筛对PDMS/PEI复合膜的改性研究
2.1 实验原理及性能评价
2.1.1 实验原理
2.1.2 性能评价参数
2.2 实验试剂及仪器
2.2.1 实验试剂
2.2.2 ZSM-5分子筛的表征
2.2.3 实验仪器
2.3 实验方法
2.3.1 ZSM-5分子筛填充PDMS/PEI复合膜的制备
2.3.2 气体渗透性能的测定
2.4 ZSM-5分子筛填充PDMS/PEI复合膜的表征
2.5 结果与讨论
2.5.1 ZSM-5分子筛填充量对复合膜性能的影响
2.5.2 压力对改性PDMS/PEI复合膜性能的影响
2.6 本章小结
第三章 表面改性ZSM-5分子筛对PDMS/PEI复合膜性能影响
3.1 实验原理及性能评价
3.2 实验试剂及仪器
3.2.1 实验试剂
3.2.2 实验仪器
3.3 实验方法
3.3.1 表面改性分子筛填充复合膜的制备
3.3.2 表面改性分子筛填充复合膜性能测定
3.4 结果与讨论
3.4.1 OTES改性ZSM-5分子筛填充复合膜的表征
3.4.2 OTES改性ZSM-5分子筛填充量对复合膜性能的影响
3.4.3 压力对OTES改性ZSM-5分子筛填充复合膜性能的影响
3.4.4 HMDSO改性ZSM-5分子筛填充复合膜的表征
3.4.5 HMDSO改性ZSM-5分子筛填充量对复合膜的影响
3.4.6 压力对HMDSO改性ZSM-5分子筛填充改性复合膜性能的影响
3.4.7 两种改性方法的对比
3.5 本章小结
第四章 Cu3(BTC)2对PDMS/PEI复合膜的改性研究
4.1 实验原理及性能评价
4.2 实验试剂及仪器
4.2.1 实验试剂
4.2.2 Cu3(BTC)2的表征
4.2.3 实验仪器
4.3 实验方法
4.3.1 Cu3(BTC)2填充PDMS/PEI复合膜的制备
4.3.2 Cu3(BTC)2填充PDMS/PEI复合膜性能测定
4.4 Cu3(BTC)2填充PDMS/PEI复合膜的表征
4.5 结果与讨论
4.5.1 Cu3(BTC)2填充量对复合膜性能的影响
4.5.2 压力对Cu3(BTC)2填充复合膜性能的影响
4.6 本章小结
第五章 改性PDMS/PEI复合用于CO2/CH4混合体系的分离
5.1 实验原理及性能评价
5.1.1 实验原理
5.1.2 性能评价参数
5.2 实验试剂及仪器
5.2.1 实验试剂
5.2.2 实验仪器
5.3 实验方法
5.3.1 复合膜对混合体系气体渗透性能的测定
5.4 结果与讨论
5.4.1 压力对改性PDMS/PEI膜性能的影响
5.4.2 混合气体体系组成对改性复合膜性能的影响
5.4.3 渗余相气体流量对改性复合膜性能的影响
5.5 本章小结
第六章 结论
参考文献
致谢
研究成果及发表的论文
作者和导师简介
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本文编号：3915360
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