高氢渗透分离性的沸石杂化支撑炭膜的制备

张兵¹，江园¹，吴永红¹，鲁云华²，赵丹丹¹，王同华³

1. 沈阳工业大学石油化工学院2. 辽宁科技大学功能材料省级重点实验室3. 大连理工大学精细化工国家重点实验室

摘 要：以ZSM-5沸石掺杂改性的1,4-双(4-氨基-^2-三氟甲基-苯氧基)苯-1,2,3,4-环丁烷四甲酸二酐型聚酰亚胺为前驱体,通过旋涂成膜和热解过程制备了平板状支撑炭膜。采用热失重、红外光谱、X射线衍射、扫描电镜及气体渗透技术分别研究了前驱体热稳定性、膜表面官能团、微结构,微观形貌及分离性能。考察了ZSM-5掺杂量及热解温度对炭膜结构和气体分离性的影响。结果表明:经ZSM-5改性后前驱体热稳定性与残炭量降低,炭膜微观结构变致密;加入沸石显著提高了炭膜的渗透性,且随ZSM-5掺杂量增加,气体渗透性先减小后增大;随着热解温度升高,炭膜的渗透性与选择性皆减小。经650℃热解制得杂化炭膜对H₂/N₂体系的分离性能均远超过Robeson上界限。

关键词：聚酰亚胺;沸石;炭膜;分离性能;