聚氨酯杂化膜的原位聚合构建及气体渗透性能.pdf

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1、第30卷第10期无机化学学报V01．30No．102014年10月CHINESEJOURNALOFINORGANICCHEMISTRY2301．2307碳纳米管／聚氨酯杂化膜的原位聚合构建及气体渗透性能陈雨霏赵丽丁龙飞王挺吴礼光(浙江工商大学环境科学与工程学院，杭州310012)摘要：采用H2SOJHNO混酸处理得到不同氧化程度的多壁碳纳米管(MWCNT．COOH)，再通过与4，4一二苯基甲烷二异氰酸酯fMDI1、1，4-TS．醇(BDO)的预聚和扩链反应构建碳纳米管／聚氨酯fMWCNT．C0OH／PU)杂化膜。利用傅里叶红外光谱(grin)、拉曼光谱fRaman1和透射电子显微镜(TEM)等

2、分析表征多壁碳纳米管结构；探讨了多壁碳纳米管氧化程度和填充量对MWCNT-COOH／PU杂化膜的形貌和CO、N渗透性能的影响。结果表明，混酸处理后的多壁碳纳米管带有一定的含氧基团，并随氧化程度的提高．多壁碳纳米管的拉曼光谱G峰和D峰的强度之比f，n／有所增大；氧化程度对多壁碳纳米管在溶剂和杂化膜中的分散性有较大影响，氧化程度越高，分散性越好；杂化膜的CO、N渗透性及COgN：渗透选择性随多壁碳纳米管氧化程度的增加有所增大，而随多壁碳纳米管填充量的增加表现出先增大后减小的趋势，当氧化程度较高的多壁碳纳米管(H．MWCNT—COOH)填充量为1．Owt％时，H．MWCNT．CO0H／PU杂化膜的C

3、O2渗透系数为67．8Ba~er，CO2／N2渗透选择性可达45，表明适量填充MWCNT-COOH能显著提高MWCNT／PU杂化膜的CO渗透性及COJN的渗透选择性。关键词：多壁碳纳米管；聚氨酯；原位聚合；杂化膜；气体渗透性中图分类号：0631文献标识码：A文章编号：1001．4861(2014)10—2301—07DoI：10．11862／CJIC．2014．322GasPermeationPropertyofMWCNT／PolyurethaneMixedMatrixMembranesPreparedby／nSituPolymerizationCHENYu-FeiZHAOLiDINGLong

4、—FeiWANGTingWULi-GuangfSchoolofEnvironmentScience&Engineering,ZhejiangGongshangUniversity,Hangzhou310012,China)Abstract：Muhi—walledcarbonnanotubes(MWCNr)weretreatedbyHNO3／H2SO4mixture，whichwerethenmodifiedbyinsitupolymerizationwithmethylenediphenyl4,4'-diisocyanate(MDI)and1,4一butanediol(BDO)toformaM

5、WCNT／polyurethanefPU)mixedmatrixmembrane．ThecompositionandstructureofMWCNT．C00HwerecharacterizedbyFouriertransforlninfraredfFTIR)，Ramanspectrum，Transmissionelectronmicroscopy(TEM)．StreamingpotentialinstrumentwasusedtocharacterizethedispersionofMWCNT—C00Hindimethylformamide(DMF1solvent．Theeffectofoxi

6、dationdegreeandcontentofMWCNT．COOHonCO2andN2permeationofMWCNT—C00H／PUmixedmatrixmembraneswasinvestigated．Theresultsrevealthathigheroxidationdegree(H-MWCNT—COOH)couldreducetheaggregationofMWCNT—COOH，thusimprovingtheirdispersioninthemixedmatrixmembranes．Inaddition，theCO2，N2permeabilityandCOJN2permeati

7、onselectivityareobviouslyenhancedwithincreasingtheoxidationdegreeofMWCNT—COOH．Inthemixedmatrixmembranewith1．0wt％H—MWCNT—COOHcontent，theCO2permeabilityiS67．8BarrerandC02／N2permeationselectivityis45，ind