高性能气体分离炭膜的设计与制备

摘要

炭膜是由有机聚合物经高温热解炭化制备而成的一种新型炭基膜材料.从炭膜前驱体的化学结构设计出发,选择开发和自主合成了2种新型的刚性、高自由体积的聚合物-含有Cardo侧基的酚酞型聚芳醚酮(PEK-C)和含芴基共聚聚酰亚胺(BAF:BAHF(1:1)-6FDA),经过高温热解炭化制得炭膜.两种炭膜对小分子气体都具有较高的气体渗透性能,其中CO2的渗透系数分别最高可达8111Barrer和24770Barrer(1Barrer=1×10-10cm3(STP)cm/cm2s cmHg),对CO2/CH4、CO2/N2和O2/N2混合气体的分离性能远超过聚合物膜的Robeson上限,在天然气的提纯、空气的分离和冶金工业用气体的处理等方面具有很大工业化应用的潜力.