PMDA-ODA型聚酰亚胺炭/碳纳米管杂化膜的制备及气体分离性能研究

宋成文¹，姜大伟²，李琳²，孙美悦²，王同华²

1. 大连海事大学环境科学与工程学院2. 大连理工大学化工学院,精细化工国家重点实验室炭素研究室

摘 要：针对现有气体分离炭膜存在的渗透速率低等问题,提出并设计在PMDA-ODA型聚酰亚胺前驱体中掺杂碳纳米管,经高温热解后制备炭/碳纳米管杂化膜.分别采用透射电镜（TEM）、X射线衍射分析（XRD）和气体渗透实验对炭/碳纳米管杂化膜的微观结构和分离性能进行表征.实验结果表明,在PMDA-ODA型聚酰亚胺前驱体中掺杂碳纳米管后,碳纳米管与炭基体之间形成明显的"界面间隙",打破了原有炭膜中由乱层炭构成的无序微孔结构,重新构建了杂化炭膜的孔隙结构.与纯炭膜相比,杂化炭膜的气体渗透速率大幅增加,其中O2的渗透速率增大接近4倍（达到1576 Barrer）,而O2/N2的分离选择性仅降低17%.

关键词：碳纳米管;聚酰亚胺;制备;气体分离;