氧化石墨烯/聚酰亚胺炭膜的设计及气体渗透性能研究

摘要

以9,9-双(4-氨基苯基芴)(BAF)、9,9-双(3-氨基-4-羟基苯基)芴(BAHF)、六氟二酐(6FDA)为原料,GO为纳米粒子,通过原位合成法经成膜、干燥和炭化过程制备GO/聚酰亚胺基炭膜.采用红外光谱、X射线光电子能谱、X射线衍射、热失重、氮吸附等技术对GO的结构以及GO/聚酰亚胺基炭膜热稳定性、化学结构、微结构、孔结构和气体分离性能进行分析.考察了GO的添加量对GO/聚酰亚胺基炭膜微结构与性能的影响.结果表明,引入GO可以在保持GO/聚酰亚胺基炭膜较高的气体通量情况下显著提高气体选择性;随GO添加量的增加,GO/聚酰亚胺基炭膜的气体选择也随之增加.当添加量为0.5wt.％,炭化终温为550°C时,所制备的GO/聚酰亚胺基炭膜其H2、CO2气体渗透通量为6945、8760Barrer;O2/N2、CO2/N2、CO2/CH4分别为8、52、53,比纯炭膜的气体选择性相应提高了18％、33％和39％.