有机无机杂化膜材料的制备技术

有机无机杂化膜兼有机膜韧性和无机膜耐高温性能,具有优良的气体渗透选择性,成为高分子化学和材料科学等领域的研究热点.本文综述了近年来有机无机杂化膜材料的制备技术进展,着重探讨了溶胶-凝胶法制备聚酰亚胺类杂化膜材料的研究状况,并作了简要述评。     

CO2氧化丙烷脱氢MoO3-V2O5/SiO2催化剂研究

采用表面改性和等体积浸渍法制备了MoO3-V2O5／SiO2复合氧化物，采用TPR、IR、TPD和微反技术表征了催化剂对CO2和C3H8的吸附性能和CO2部分氧化丙烷脱氢的反应性能．结果表明：随MoO3加入量的增加，V=O还原温度降低，晶格氧更易活化．CO2和丙烷的活化温度降低，丙烷转化率增高，丙烯选择性下降．V=O中晶格氧的活化是CO2氧化丙烷制丙烯反应的关键．     

负载型聚酰亚胺-二氧化硅-银杂化膜的制备和表征

采用溶胶凝胶法制备了硅藻莫来石负载的SiO2(SiO2KM)负载的聚酰亚胺二氧化硅银杂化膜,采用IR、TGA、SEM、XRD、氮吸附、气体渗透性能测量等方法对膜的性能进行了表征.银的加入使杂化溶胶的粘度增大,膜孔径增大,孔径分布弥散;二氧化硅在杂化膜中以无定型存在,银以氯化银的形式存在;Ag+和聚酰亚胺中的氮以配位键络合在一起,丙烯通过双键吸附在Ag+上;杂化膜热稳定性随二氧化硅的加入而增加,随银的加入而降低.丙烯丙烷在杂化膜上的分离因子为3.54～4.1,银的加入对丙烯的传输有明显的促进作用.     

CO2氧化丙烷脱氢制丙烯用Pd-Cu/V2O5-SiO2催化剂的研究

 采用等体积浸渍法制备了V2O5-SiO2负载的Pd-Cu双金属催化剂,以程序升温还原/程序升温氧化、红外光谱、程序升温脱附和微反技术表征了Pd-Cu/V2O5-SiO2对CO2和丙烷的化学吸附性能及对CO2部分氧化丙烷脱氢反应的催化性能. 结果表明,在催化剂表面金属活性位(Pd,Cu)和邻近的Vn+协同下形成的CO2卧式吸附态可在172和284 ℃断裂形成CO和晶格氧,以甲基氢和亚甲基氢双位吸附在V=O上的丙烷分子吸附态可在238 ℃脱氢生成丙烯. 在600 ℃,CO2/C3H8体积比为1和空速为1?286 h-1的条件下,丙烷转化率为35.22%,丙烯选择性为85.44%. 催化剂V=O中的晶格氧参与了丙烷氧化脱氢过程.     

石墨烯及氧化石墨烯对分离膜改性的方法、效能和作用机理

石墨烯及氧化石墨烯由于其独有的性质在分离膜领域引起广泛关注。本文综合分析了石墨烯及氧化石墨烯在分离膜改性方面的几种典型应用,即共混膜、多孔石墨烯膜和层状排列氧化石墨烯膜,并结合其制备方法、效能和作用机理进行阐述。结果表明,相转化法制备的共混膜可以提高膜通量和截留率、增加膜的亲水性并有效抑制膜污染,但是其并不能充分发挥氧化石墨烯独有的结构和性能优势,具有一定的局限性;层薄和机械性能强的完美结合使石墨烯可以通过打孔形成分离性能较好的多孔石墨烯膜,但是制备大片石墨烯的难度和不成熟的打孔技术限制了其进一步发展;而层状排列的氧化石墨烯膜可充分发挥氧化石墨烯材料的特性,以层间间距作为主要运输通道有利于充分发挥氧化石墨烯高输运速率的优点和高选择性的特性,为开创下一代高通量、高选择性、强抗污染性的高性能分离膜提供了重要思路。