P25杂化炭膜的制备及其气体分离性能

孙美悦¹，李琳^1,2，张萍萍¹，徐家家¹，郁焦竹¹，王同华^1,2

1. 大连理工大学化工学院精细化工国家重点实验室炭材料研究室2. 大连理工大学化工学院膜科学与技术研究开发中心

摘 要：通过在炭膜前驱体中添加纳米二氧化钛-P25粒子制备了P25杂化炭膜,并采用TG、SEM、TEM、XRD、气体渗透性能测试等表征方法探讨添加P25纳米粒子对杂化炭膜的热解过程、微观结构及气体渗透性能的影响。结果表明,P25纳米粒子的加入提高了聚合物膜的热稳定性;P25粒子因团聚形成一定的堆积间隙并与炭基体形成了界面孔隙。气体渗透性能测试表明,P25的引入显著地提高了气体渗透通量,并随添加量增加提高而更加明显,气体选择性略有降低,分离机理仍以分子筛分为主;炭化终温的提高可以显著增加气体选择性,但气体渗透性有所降低。当P25添加量为20wt%,炭化终温为700℃时,所制备的杂化炭膜其H2、CO2、O2、N2、CH4气体渗透性分别为1769.2、1558.6、410.2、55.5和26.8 Barrer。

关键词：炭膜;气体分离;杂化炭膜;二氧化钛;