介孔碳/聚酰亚胺杂化膜原位聚合法制备及其气体分离性能

摘要

通过原位聚合法分别将无序介孔碳(DOMC)、有序介孔碳(OMC)掺杂到聚酰亚胺(PI)中制备DOMC/PI、OMC/PI杂化膜.利用FTIR、TEM、SEM和XRD等分析表征两种介孔碳材料的结构及其掺杂对杂化膜形貌和结构的影响,结合CO2和N2的渗透实验考评杂化膜的气体渗透性能.DOMC、OMC均具有孔隙结构,且与CO2分子之间存在相互作用,通过掺杂DOMC、OMC既能提高杂化膜的自由体积,又可促进杂化膜对CO2的优先选择吸附.表现为掺杂DOMC、OMC可有效改善PI膜的CO2、N2渗透性能和CO2/N2渗透选择性.随掺杂量的增加,杂化膜的CO2、N2渗透性能和CO2/N2渗透选择性均先增大后减小.另外,相较于OMC,DOMC具有更多孔隙结构和更大的比表面积,使DOMC/PI杂化膜的CO2、N2渗透性能优于OMC/PI杂化膜,但两种杂化膜的CO2/N2渗透选择性相近.