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.     

由聚合物结构预测气体的透过性能

本文利用基团加和法,对20多种常见聚合物的自由体积和内聚能进行了计算。发现氧气和氮气在聚合物膜中的透过率与自由体积和内聚能的比值有直接关系。此比值越大,气体的透过率越大,透过率的对数与自由体积和内聚能的比值基本呈线性关系。据此,对未知聚合物可根据其化学结构,从已有的基团数据计算该比值,从而预测它对氧气和氮气的透过性能。     

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。     

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。     

聚芳醚砜薄膜的气体透过行为

研究了一系列聚芳醚砜的Ｈ２、ＣＯ２、Ｏ２、Ｎ２和ＣＨ４气体透过性能，讨论了其气体透过的温度依赖性。与双酚Ａ聚砜（ＰＳＦ）相比，几种新型聚芳醚砜的气体透过系数和气体选择系数同时有所提高。通过聚合物的分子链段活动性和自由体积数据系列变化，讨论了气体透过速率与分子结构的关系。     

气体在玻璃态高分子膜中的溶解-扩散行为

本文建立了纯气体-膜体系以及混合气体-膜体系的溶解和扩散行为的通用模型,经采用玻璃态及橡胶态高分子膜在不同温度及压力下得到的实验数据证明,该模型可以只用纯气体实验得到的模型参数来预测混合气体在膜中的行为,计算值与实验结果吻合良好。     

溴代及胺交联聚苯醚（PPO）膜的气体透过行为

对聚苯醚(PPO)进行了苯环溴代、甲基溴代以及胺交联,发现苯环溴代可提高O_2、N_2透过率(P),而选择性(α)基本不变。甲基溴代则相反,P降低、α有明显提高。调节两者比例可得到P、α兼优的O_2、N_2分离膜。甲基溴代后进一步胺交联可得到α更高、耐溶剂的膜材料。     

几种芳杂环高分子膜对气体分离性能的研究

聚苯基-1,2,4-三嗪(PPT)、聚苯基单醚喹嗯啉(PPQ(E))、聚苯基喹哑心啉(PPQ(B))、聚酰亚胺(PI)和聚苯并咪唑吡咯酮(PY)均是耐高温高分子。本文制备了这些高聚物的均质膜(除PI外),研完了它们对O_2、N_2和H_2、N_2、CO、CH_4的分离性。     

聚(4-三甲基硅基)苯乙炔膜的气体透过性

合成了4-三甲基硅基苯乙炔(SPA)单体,采用核磁共振谱(1H-NMR)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对其进行了表征.在Pd(PPh3)2Cl2和金属共催化剂催化下制备了聚4-三甲基硅基苯乙炔(PSPA).PSPA易溶于氯仿、甲苯等有机溶剂,成膜性较好,具有较高的强度和热稳定性.热重分析(TGA)表明其5%失重温度为300～310℃.PSPA膜对CO2气体透过系数达到848 Barrer,并具有较高的透过选择性,分离系数达到12.68,摆脱了"Robeson"上限的限制.     

高选择性透过SO2气体分离膜研究 Ⅰ.丙基乙烯基亚砜改性聚乙烯醇功能高分子的合成

 本文研究聚乙烯醇与丙基乙烯基亚砜经Michael加成反应合成含亚砜基的改性聚乙烯醇功能高分子.用IR、¹H-NMR、X-射线衍射等鉴定反应产物.结果表明,随着亚砜基含量的增加聚合物的结晶性降低,而在冷水,DMSO,CH₃OH,C₂H₅OH和CH₂Cl₂中的溶解性提高.     

含亚钴配合物高分子膜的表征及氧氮分离性能考察

本文叙述了三种亚钴配合物的合成并将它们均相分散于高分子材料［如果砜（ＰＳｕ），乙基纤维素（ＥＣ），和丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物（ＡＢＳ）］中制备成膜，采用红外（ＩＲ），紫外－可见光－近红外（ＵＶ—Ｖｉｓ—ＮＩＲ），电子顺磁共振（ＥＰＲ）及Ｘ射线光电子能谱法（ＸＰＳ）等对亚钴配合物在膜中的存在形式进行了表征，并考察了它们的气体透过行为．     

三甲基硅烷基丙炔与五甲基二硅烷基丙炔共聚物膜及其气体透过性

研究了三甲基硅烷基丙块与五甲基二硅烷基丙块共聚物〔poly(TMSP-co-PMDSP)〕的成膜特点。poly(TMSP-co-PMDSP)膜的气体透过系数分别为:P_(O2):4×10~3～12×10~3,P_(N2):3×10~3～8×10~3和P_(CO2):2×10~4～4×10~4barrer,气体透过稳定性低,透过行为偏离第二Fick定律,过系数下降,其中溶解系数降低的比例远大于扩散系数的增加比例,在含有凝聚性气体的环境里,膜的气体透过出现表面吸附控制的特征。     

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     

富马酸二异丙酯—富马酸二正庚酯共聚物的合成与气体透过性能

自Bengough等用自由基引发聚合的方法首次得到了较高分子量的聚富马酸二乙酯后,有关富马酸酯(DRFs)类单体的聚合反应及其结构性能已进行了许多研究。结果表明,这类单体的聚合物在聚合反应活性、聚合物结构及性能等方面均有某些独特的性质,如聚富马酸二异丙酯(PDiPF)和聚富马酸二特丁酯(PDtBF)两种聚合物具有良好的氧氮透过性。我们曾研究十几种DRFs单体的聚合反应,得出非正烷基酯基的单体如富马酸二异丙酯(DiPF),富马     

mCMC-PEG/mCS-PEG双极膜的制备与表征

以Fe3+改性羧甲基纤维素(mCMC)和聚乙二醇(PEG)共混为阳膜;以戊二醛改性壳聚糖(mCS)和聚乙二醇共混为阴膜,制备了mCMC-PEG/mCS-PEG双极膜.以FTIR测定了膜红外光谱,以扫描电镜观察了膜表面和界面层的形态,以TG进行膜的热重分析.测定了mCMC-PEG和mCS-PEG不同比例共混膜的含水率、离子交换容量、溶胀度,及mCMC-PEG/mCS-PEG双极膜的电性能.研究结果表明,在双极膜材料中引入亲水性的聚乙二醇后,因分子间的相容性增大,故而提高了双极膜的离子交换容量,并减小了膜的溶胀性.当CMC∶PEG质量比等于10∶1和CS∶PEG质量比等于2∶1时所制得的双极膜具有良好的电化学性能,在酸碱溶液中机械强度高、溶胀小.     

四核铜原子簇化合物Cu4(c-C6H11CSS2)4的合成和结构研究

环己基甲荒酸六氢吡啶盐与氯化铜反应,产物经二硫化碳重结晶,得四核铜原子簇化合物Cu_4(c-C_6H_(11)CSS_2)_4,用X射线单晶衍射法测定了它的晶体结构,其空间群为C_(4h)~4-P4_2/n晶胞参数a=b=15.125(5)(?),c=8.514(2)(?),α=β=γ=90°,V=1948(1)(?)~3,Z=2,929个衍射点参与修正,R=0.040.分子中Cu_4呈变形四面体构型。产物形成时,c-C_6H_(11)CSS~-与Cu~(2+)有氧化-还原反应发生。文章对产物形成的机理作了探讨。     

{[Sm2(Gly)6(H2O)4](ClO4)6(H2O)5}n的合成和晶体结构

本文合成了标题配合物，对其红外光谱进行了研究。测定了配合物的晶体结构，结果表明，晶体属三斜晶系，Ｐ１空间群，单胞参数：α＝１１．５４９（２）Ａ，ｂ＝１４．１２２（３）Ａ，ｃ＝１５．６５４Ａ，α＝１５．６５４Ａ，α＝９７．０１（２）°，β＝１０２．７０（２）°，γ＝１０５．４３（２）°，Ｖ＝２３５５．９４（０．８７）Ａ＾３，Ｚ＝２。晶体结构是采用Ｐａｔｔｅｒｓｏｎ法和差值Ｆｏｕｒｉｅｒ合成解出...     

五配位铁硫化合物(Et4N)4〔Fe2(S,X-C6H4-o)4〕的合成与晶体结构

利用无水FeCl与双齿配体Na_2BDT或Na_2MP(Na_2S,X-C,H_4-o_2:X=S,BDT;X=O,MP)在乙醇溶液中反应,然后加入沉淀剂Et_4NBr,可以得到双核铁硫化合物(Et_4N)_2[Fe_(S,X-CH_4-o)_4](1,X=S;2,X=0)。它们分别具有以双硫或双氧桥联起来的五配位扭曲三角双锥构型的铁原子。分子为心对称,核心Fe_2X_2~(2+)为平面。每个铁原子上的二个苯环平面A和B相互近于平行(1,二面角10.1°)或近于垂直(2,二面角100.2°);但铁原子与XSCC平面非共面。Fe原子离平面0.05～0.5A。2是第一个以双齿配位的双氧桥铁硫化合物,它既含有桥基氧原子又具有端基氧原子,对研究含氧配位的铁原子周围环境,为模拟固氧酶中的“P簇”,有一定意义。     

18-冠-6与Eu(fod)3+在CCl4中的化学平衡及其配合物的结构

在室温下测定了CCl_4溶液中,18-冠-6的亚甲基、Eu(fod)的t—丁基质子的PMR化学位移与溶液组成的相互关系。提出了生成配合物RS,R_2S,R_2,R_3(S为18-冠-6,R为Eu(fod)_3)的模式。求得了平衡常数值(升/摩):K_1=[RS]/([R][S])=2.O×10~5,K_2=[R_2S]/([R][RS])=1.0×10~3,Q_1=[R_2]/[R]~2=4.2×10~2,Q_2=[R_3]/([R_2][R])=4.0×10~1。并测得在配合物RS,R_2S中18-冠-6质子的平均化学位移分别为4.90,10.84(ppm,相对于纯18-冠-6); 在配合物R,R_2,R_3,RS,R_2中t-丁基质子平均化学位移分别为1.53,2.33,0.54,1.02,2.42(ppm,相对于TMS)。 根据配合物的化学位移值,并考虑分子及分子轨道的对称性、位阻等因素提出了配合物R_2,RS,R_2S的可能的结构模型。