高分子气体分离膜材料的化学结构与气体透过性能之间的关系

本文以硅橡胶和聚酰亚胺为基础,从高分子的化学组成、分子链段的运动能力、侧基的大小及其作用等几个方面,讨论了聚合物的化学结构对其均质膜的气体选择透过性能的影响,以溶解扩散过程对气体分离膜材料的透气行为进行了剖析,井简述高分子化学结构对其成膜时结晶情况的影响及对气体透过的作用;还概述了气体分离膜科学发展的历史以及基本原理.     

过渡金属有机络合物添加剂对聚酰亚胺气体分离膜性能的影响

采用具有庞大取代基团的过渡金属有机络合物作为添加剂制备了聚酰亚胺气体分离膜,研究了过渡金属盐、有机配体和金属络合物对聚酰亚胺均质膜和非对称膜氢、氮气体透过性能的影响,结果表明过渡金属盐添加剂提高了分离系数,但降低了气体透过速率;有机配体添加剂增大了气体透过速率却降低了分离系数;以络合物作添加剂时,可在不降低分离系数的情况下使气体透过速率得到提高,是一种改进气体分离膜性能的有效方法。     

分子结构对聚酰亚胺膜分离CO_2/CH_4性能的影响

气体在致密高分子膜中的渗透过程与高分子的链段活动性和自由体积有关,高分子的链段活动性越大,气体的扩散越容易,气体的透过速度越快,高分子自由体积增大,气体的溶解系数增大,扩散速率加快,透气速率上升．因此,为了得到高选择性和高透气性的分离膜,可对其化学结...     

主链含硅的芳族聚酰胺的合成及其气体选择透过性能

采用界面缩合聚合方法，合成了一系列主链含硅的芳族聚酰胺，从化学结构与气体透过性能关系的角度研究了此类聚合物均质膜的气体透过性能，结果表明，此类聚合物膜对Ｈ２、Ｏ２、Ｎ２、ＣＯ２、ＣＨ４的气体透过系数大小顺序符合一般玻璃态聚合物规律；在刚性强的高分子链段中引进柔性基因，可提高聚合物的气体透过系数；高分子主链有较强内旋转能力的聚合物，气体透过系数大；高分子主链的化学结构相同，苯环上带有侧甲基的聚合物有高的气体透过系数；硅原子上带有侧苯基的聚合物，其气体扩散系数大于而溶解系数小于硅原子上携有侧甲基的聚合物．结论为，在刚性高分子主链中引入柔性基团和提高刚性链间隙是增大气体透过含硅聚酰胺膜速率的有利因素．     

合成高分子膜透气速率的温度依赖性

近年来以气体选择性分离为目的的合成高分子膜的研究取得了巨大的进步。气体分离膜的两个基本性能参数是透气速率J及选择系数α。同一个膜,在较高温度使用时,往往是J值增大,α值下降,因此选择适当地操作温度,以便得到最佳的J-α搭配是很重要的。本文讨论了甲基硅橡胶(MSR)、天然橡胶(NR)、乙丙橡胶(EPR)、聚乙烯(PE)、聚(4-甲基戊烯-1)(TPX)等材料的均质膜或复合膜,在不同温度下的氧、氮透过速率,计算了各种膜材料的氧、氮表观透过活化能,并对其本质进行了探讨。     

D_4等离子体聚合物复合膜的制备、形成过程及其氧氮分离性

<正> 将高分子膜用于气体分离已越来越受到人们的重视.在特定条件下,用等离子体聚合可形成高分子超薄膜,它有高度交联结构,表面平整、致密、无针孔.因此,将它用于气体分离是有希望的.本工作用八甲基环四硅氧烷(简称D_4)作单体,进行等离子体聚合,沉积在聚丙烯多孔底膜上,得到D_4等离子体聚合物复合膜.研究表明,该膜有较好的气体透过性能,其氧气透过速率Jo_2为0.5—2×10~(-5)cm~3(STP)/cm~2·sec·cmHg,氧氮分离系数。αo/N为3.3—3.8,远远高于用经典方法制得的聚有机硅氧烷膜的αo/N2.0.     

等离子体处理对有机硅膜气体透过性能的影响

本文研究了有机硅膜经等离子体处理和等离子体聚合沉积后,气体透过性能的变化。以及放置一段时间后,随着等离子体处理效果的变化,膜的气体透过性能的改变。结果表明无论是Ar等离子体处理的有机硅膜,还是八甲基环四硅氧烷(D_4)等离子体聚合沉积的有机硅膜,其气体透过性能都发生了明显的变化。即经等离子体处理后,膜的气体透过系数下降,选择分离系数上升。在放置一段时间后,其气体透过系数和选择分离系数均表现出有回复的趋势。因此,等离子体处理对膜的气体透过性能的影响随放置时间而变化。     

新型含钴硅橡胶离聚体膜的富氧性能

硅橡胶 ( PDMS)是最早使用的气体分离膜材料 ,其氧透过系数较高 ( PO2 =6 0 0 Barrer) ,但氧氮分离系数低 ( αO2 /N2 =2 .0 ) ,成膜性及膜强度差 ,因而限制了其应用 .PDMS改性一直是气体分离膜研究的重要课题[1] ,提高氧氮分离性 ,改善成膜性 ,而不影响其透气性 ,成为人们追求     

气体分离膜的进展

用高分子膜分离气体混合物是分离过程中最为节能的方法。在积累了各种气体通过不同结构高分子膜的透过率数据的基础上,在工艺上解决了两大关键问题:超薄分离层(不对称膜的超薄表层或在多孔底膜上复合超薄膜)技术,使分离层厚度小于0.1μm;中空纤维技术使膜装填密度大于5000 m~2/m~3,在七十年代中期,Monsanto公司首先实现了工业应用——     

聚1—三甲硅基丙炔膜的溴化和气体透过性

在新的气体分离膜材料中,聚1-三甲硅基丙炔(PTMSP)以其高的气体透过性和优异的成超薄膜性而引起各方面的兴趣。目前的研究热点是如何提高PTMSP的氧氮透过分离系数(ao_2/N_2)和气体透过稳定性。Langsam用氮稀释的氟气对PTMSP膜进行表面氟化处理,大幅度地提高了膜的ao_2/N_2,但处理过程中伴随着剧烈的裂解,控制困难。Gozds以N-溴代丁     

溴代与氯代聚-4-甲基戊烯-1的化学组成及氯、溴原子性质与膜的透气性能的关系

聚-4-甲基戊烯-1(PMP)是一种半结晶性高聚物,主链结构为饱和碳-碳链,由于其大侧基的存在,高分子链间间隙较大,利于气体分子的扩散,因而其均质膜对氧气的透过系数比同样是碳-碳主链的聚乙烯约高一个数量级。 PMP有较高的强度,但在室温下很难溶于一般烃类溶剂中,前文已报道,在PMP结构中引入电负性较大的溴原子后明显地改善了其在有机烃类溶剂中的溶解性。 然而,     

溴代与氯代聚-4-甲基戊烯-1的化学组成及氯、溴原子性质与膜的透气性能的关系

Bromo- and chloropoly-4-methylpentene-l were obtained from the macromolecular reactions of PMP with chlorine and bromine respectively. The influences of reaction conditions, the contents of bromine and chlorine in halo-PMP and the natures of bromine and chlorine themselves on the gas permeation properties were discussed.     

成膜溶剂对聚4-甲基戊烯-1膜的形态结构和透过行为的影响——Ⅱ.膜的气体透过行为

以聚4-甲基戊烯-1(PMP)为膜材质,分别以环己烷、三氯乙烯、四氯乙烯及环已烷/三氯乙烯为溶剂,研究了这些溶液浇铸膜对O_2、N_2、H_2及CO_2等气体的透过行为。结果表明,气体的透过主要发生在PMP的无定形区域,但也在PMP的晶区进行。PMP的Ⅵ型结晶比Ⅰ型结晶具有较低的气体透过活化能。     

成膜溶剂对聚4-甲基戊烯-1膜的形态结构和透过行为的影响——Ⅱ.膜的气体透过行为

以聚4－甲基戊烯－1（PMP）为膜材质，分别以环己烷、三氯乙烯、四氯乙烯及环己烷／三氯乙烯为溶剂，研究了这些溶液浇铸膜对O2、N2、H2及CO2等气体的透过行为。结果表明，气体的透过主要发生在PMP的无定形区域，但也在PMP的晶区进行。PMP的Ⅵ型结晶比Ⅰ型结晶具有较低的氧化透过活化能。     

MORPHOLOGIES AND GAS SEPARATION PROPERTIES OF MELT-SPUN ASYMMETRIC POLY(4-METHYL-1-PENTENE)HOLLOW FIBER MEMBRANES*

Poly(4-methyl-1-pentene) (PMP) hollow fiber membranes were prepared by the melt-spun and cold-stretch(MSCS) method. Scanning electronic microscopy (SEM) was used to characterize the section and surface structures of themembranes with special asymmetric structure. The preliminary results of gas permeation measurements indicated that the resultant hollow fiber membranes have the potential ability for oxygen/nitrogen separation.     

凝固浴温度对纤维素中空纤维膜结构及气体渗透分离性能影响研究

利用新型溶解工艺,在不同的凝固浴温度(0～60℃)下制备了纤维素中空纤维膜,考察了凝固浴温度对纤维素中空纤维膜结晶结构、机械性能和气体渗透分离性能的影响.扫描电镜表征表明凝固浴温度的升高使得纤维素中空纤维膜更加疏松,并且内侧的指状孔变大变多;膜的机械性能随凝固浴温度的升高而变差;XRD谱图显示凝固浴温度对纤维素中空纤维...     

澄清溶液中NaA型分子筛膜的合成及气体渗透性能

The use of zeolite membranes in separation or combined reaction and separation processes is very attractive. Advantages of using such a type of membranes include their ability to discriminate molecules based on the molecular size and their stability[1]. In the past ten years, most efforts were involved in the synthesis and permeation studies of MFI zeolite membrane[2, 3]. Recently, NaA zeolite membrane has attracted much attention because of its high potential in the dehydration of organic liquids[4]. However, few gas permeation results were reported[5]. Furthermore, most of the NaA zeolite membrane was synthesized from gel[4]. In this letter, the synthesis of NaA zeolite membrane from clear solution and its gas permeation properties are reported.     

PREPARATION OF SILICALITE-1 AND ZSM-5 ZEOLITE/ CERAMIC COMPOSITE MEMBRANES

ＰＲＥＰＡＲＡＴＩＯＮＯＦＳＩＬＩＣＡＬＩＴＥ┐１ＡＮＤＺＳＭ┐５ＺＥＯＬＩＴＥ／ＣＥＲＡＭＩＣＣＯＭＰＯＳＩＴＥＭＥＭＢＲＡＮＥＳＺｈａｎｇＬｉｘｉｏｎｇ，ＪｉａＭｅｎｇｄｏｎｇ，ＭｉｎＥｎｚｅ（ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＰｅｔｒｏｌｅ...     

成膜溶剂对聚4-甲基戊烯-1膜的形态结构和透过行为的影响——Ⅰ.膜的结晶性质与表面形态

以聚4－甲基戊烯－1（PMP）为膜材质，分别以环己烷、三氯乙烯、四氯乙烯、环己烷／三氯乙烯及环己烷／四氯乙烯为溶,他这些溶液浇铸膜垢结晶性质和表面形态。结果表明，溶剂对PMP的相对溶解能力和挥发速度同所成膜内PMP的结晶形式和结晶度密切相关；不同溶剂体系的PMP溶液浇铸膜的表面形态也不尽相同。并发现以四氯乙烯（或三氯乙烯）为溶剂或溶剂组分之一的PMP溶液浇铸膜存在未见报道的Ⅵ型结晶。