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摘要:本文介绍了气体分离膜技术及其开发近况、炭膜的制备及基本方法、工艺,炭膜的应用及前景,并详细阐述了以热塑性酚醛树脂和热固性酚醛树脂为原料,加入添加剂,成型,在惰性气体保护下炭化,制备微滤炭膜。在微滤原膜上涂覆酚醛树脂的乙醇溶液,干燥、炭化,制备气体分离用炭膜,使其对H2/N2、H2/CH4有好的分离效果。 论文中讨论了涂膜次数、涂膜时间、支撑体等影响条件对气体分离炭膜的制备及分离效果的影响,制得了具有一定分离能力的气体分离炭膜。实验结果表明:因为膜表面针眼或有缺陷存在的影响,只有制备的部分膜样品表现出了分子筛分机理,但只要进一步研究,改进制备的方法,是能够制备出气体分离性能良好的气体分离炭膜的。 炭膜气体分离机理主要包括努森扩散、毛细冷凝、表面扩散、分子筛分这四种方法,论文对H2、02、N2、C02四种气体在膜孔内的吸附和传递过程进行了分析,利用浸渍法涂膜,制备管状气体分离炭膜,考察了涂膜次数、涂膜时间支撑体对炭膜气体透过性的影响。实验结果表明:随着涂膜液次数和涂膜时间的增加 N2、H2、O2、CO2、的渗透速率下降 H2 /N2的分离系数没有明显增加。气体在分离炭膜内主要以分子筛分方式通过。所以:适当的涂膜时间可以提高气体分离炭膜的分离效果。
关键词:炭膜的制备 气体分离 效果 影响
目录 摘要 Abstract 引言 1 炭膜的制备及应用-2 1.1气体膜技术及其开发近况-2 1.1.1 有机膜系列-2 1.1.2 无机膜系列-2 1.2炭膜的制备-2 1.2.1炭膜的结构-2 1.2.2炭膜制备的原料-2 1.2.3炭膜制备的基本方法及工艺-5 1.2.4炭膜的应用及其分离机理-8 1.2.4.1分离液体-8 1.2.4.2分离气体-8 1.3 对气体分离膜未来的期望与展望-10 2 实验部分-11 2.1原料与试剂-11 2.1.1标定硫酸-11 2.1.2标定甲醛-12 2.2炭膜的制备-12 2.2.1涂膜液的配制-12 2.2.2涂膜过程-13 2.2.2.1支撑体的预处理-13 2.2.2.2涂膜-13 2.2.3炭化过程-13 2.2.4测定步骤-13 3 实验结果与讨论-13 3.1不同的涂膜时间对炭膜性能的影响-14 3.2涂膜次数对炭膜气体渗透率及分离系数的影响-16 3.3炭化条件对炭膜性能的影响-21 3.4测试压力对炭膜渗透速率的影响-23 结论 参考文献 致谢 |