資源描述：
《探究聚糠醇基氣體分離炭膜的制備及結(jié)構(gòu)性能》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文聚糠醇基氣體分離炭膜的制備及結(jié)構(gòu)性能姓名：王秀月申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：化學(xué)工藝指導(dǎo)教師：王同華20070610大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要炭膜作為一種新型的無機(jī)膜是由含碳物質(zhì)經(jīng)過高溫炭化而成的，與聚合物膜相比，炭膜具有較高的氣體滲透能力和分離選擇性，良好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，在氣體分離方面展現(xiàn)出非常廣闊的應(yīng)用前景。但是由于用于制備炭膜的前驅(qū)體材料價格較高，增加了炭膜的制造成本，在一定程度上限制了與聚合物膜的競爭，有必要尋找一種廉價的前驅(qū)體材料來制備炭膜。聚糠醇是一種熱固性聚合物，由于價格低廉，炭化后殘?zhí)苛扛?，被認(rèn)為是制備炭膜的理想
2、前驅(qū)體材料。然而，目前用于制備炭膜的聚糠醇一般為聚合度大、粘度高的商業(yè)化產(chǎn)品，使用時需加溶劑稀釋，并需經(jīng)多次涂膜炭化過程才能成膜，制備工藝復(fù)雜，給大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用帶來很大豹困難。因此，尋找一種制備低粘度的聚糠醇的方法，以便簡化炭膜的制各工藝，降低炭膜的制造成本，已成為早日實現(xiàn)聚糠醇基炭膜的商業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵。本論文分別采用草酸和碘為催化劑，使糠醇單體在溫和的條件下直接聚合成低粘度聚糠醇液體作為涂膜液，在煤基炭管支撐體上一次涂膜成功的制備出分離性能優(yōu)良豹?dú)怏w分離炭膜。并通過考察制備過程中各影響因素如炭化終溫、恒溫時間等對炭膜分離性能的影響，進(jìn)一步優(yōu)化了制膜工藝，
3、并且借助于熱重分析(1'G)、紅外光譜(FrIR)、x射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)和泡壓法分析方法考察了聚糠醇熱解過程中微結(jié)構(gòu)的變化及I；{『驅(qū)體分子結(jié)構(gòu)對炭膜氣體分離性能的影響。確定聚糠醇前驅(qū)體的分子結(jié)構(gòu)與氣體分離性能之間的內(nèi)在關(guān)系。結(jié)果表明：在熱解過程中，以草酸和碘為催化劑合成的兩種結(jié)構(gòu)的聚糠醇前驅(qū)體都是通過脫氧、重排、環(huán)化、芳構(gòu)化等熱分解和熱縮聚反應(yīng)逐漸轉(zhuǎn)化為無定型的亂層炭結(jié)構(gòu)，熱分解趨勢基本一致，但是熱分解反應(yīng)過程有明顯不同，所形成炭膜的微結(jié)構(gòu)也有很大的差異。聚糠醇的化學(xué)結(jié)構(gòu)直接影響最終制備的復(fù)合炭膜的分離性能。其中以草酸為催化劑聚合得到的
4、聚糠醇的交聯(lián)程度較高，在熱解過程中化學(xué)結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定，作為前驅(qū)體時制備的炭膜的選擇性高，H2／N2、C02／N2、02／N2和COz／CH4的分離系數(shù)可達(dá)到469．09、60．55、13．09和158．57。關(guān)鍵詞：聚糠醇；炭膜；分離；前驅(qū)體聚糠醇基氣體分離炭膜的制備及結(jié)構(gòu)性能ThePreparationandStructurePropertiesofCarbonMembranesdedvedfromPoly(furfurylalcoh01)forGasSeparationAbstractCarbonmembranespreparedbycarbonizati
5、onofcarbonaceousmaterials，asnovelporousinorganicmembranes，havebeenwidelyappliedinmanyindustrialfieldsduetotheirhighmechanicalstrength,thermalandchemicalstabilityinnon—oxidizingatmosphere．However,mostofprecursorsforpreparingcarbonmembmnearecommerciallyexpensive，whichmaygreatlylimitt
6、hecommerdalcompetitionwithorganicmembranes．Itisnecessarytofindoutalowcostprecursortopreparecarbonmembranes．Poly(furfurylalcoh01)(PFA)hasseveraladvantagesastheprecursorforpreparingthecarbonmembranessuchaslowcostandhighresidualcarbon．Unfortunately，thePFAusedtopreparethecarbonmembrane
7、shasthehighviscosityandpolymerizationdegreewhichmakethepreparingprocedufcmorecomplexbyrepeatlycoatingwithdilutesolution．Therefore，itisnecessarytolookforanewwaytoobtainaliquidPFAtosimplifythepreparingprocedure．LiquidPFAasprecursorWassynthesizedwithdifferentcatalysts(oxalicacidandiod
8、ine)topreparetubularC／CMSc
