α-纤维素基中空纤维炭膜的制备与结构表征

《α-纤维素基中空纤维炭膜的制备与结构表征》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、大连理工大学硕士学位论文α-纤维素基中空纤维炭膜的制备与结构表征姓名：矫舒申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：王同华20060601人造理工大学硕士学位论文摘要本论文简要的介绍了炭膜技术的发展概况：详细概述了中空纤维炭膜的制备、应用、气体分离机理、性能、表征及最新研究进展；并具体阐述了以n一纤维素为膜材料，制各中空纤维气体分离炭膜的过程。同时对纤维素的分子结构在炭化过程中的变化进行了分析。在制备纤维素基中空纤维炭膜的过程中，考察了预浸剂浓度、种类、浸渍时间、牵伸比例、炭化温度等因素对气体分离效果的影响，并确定了合适的制膜工

2、艺路线和条件。实验结果表明：炭膜柔韧性良好、表面无缺陷或针眼存在，并具有相当的气体分离能力。气体渗透测试结果表明：制备的纤维素基中空纤维炭膜对H。的渗透速率最高达到387GPU(1GPU=I×10-6cm3／c一．S．cmHg)，0：／N。、H。／N：、H2／CH。、CO。／N。、H。／CO，的理想分离系数分别达到10．26、26．54、46．93、15．63和1．69。这充分说明d一纤维素基中空纤维炭膜具有良好的气体分离性能，尤其对H。、0。有较好的分离和富集的作用。采用了TG、XRD、FTIR、SEM等技术对纤维素在炭化过程

3、中的分子变化进行了分析。分析结果表明，n一纤维素基中空纤维炭膜在热解过程中主要经历了三个阶段：脱水和溶剂挥发阶段；分解阶段(发生了环化、交联、链断裂反应)：深化交联阶段。随炭化温度的升高，样品膜的石墨特征峰(002)逐渐变的显著，且晶面间距(d。。。)值减小，接近于石墨的标准层间距(0．3354nm)。扫描电镜显示炭膜断面细密无缺陷，表面无大的针眼和裂纹，表明纤维素是成膜性能良好，易石墨化的膜材料。关键词：中空纤维炭膜；纤维素；气体分离；预浸剂a一纤维素基中空纤维炭膜的制备与结构性能表征Preparationandstructu

4、ralcharacteristicsofⅡ·cellulose-basedhollowfibercarbonmembraneAbstracthlthepresentstudy．thelatestachievementanddevelopmentincarbonmembranewasintroducedandthepreparation，properties，gasseparationmechanismandapplicationofthehollowfibercarbonmembranewerepresentedindetail

5、inthethesis．ThehollowfibercarbonmembraneforgasseparationwhichispreparedfromQ--celluloseprecursorwasdescribedconcretely．Inaddition，thechangeofchemicalstructureandporestructureofcelluloseduringcarbonizationwasalsoinvestigated．Inthepreparationofhollowfibercarbonmembrane

6、fromⅡ--cellulose，someprocessfactorsaffectedongasseparationabilityofmembranesuchastheconcentrationandthespeciesofthereagent，dippingtimes，drawrateandcarbonizationtemperaturewereinvestigatedandanappropriateprocessrouteandconditionwasconfirmed．Theresultsshowthataa--cellu

7、lose—basedhollowfibermembranewithcrack—freeanduniformitythicknessweresuccessfullyprepared．Theidealseparationfactorsofpreparedcarbonmembraneatroomtemperatureare10．26for02／N2，26．54，46．93，15．63and1．69forH2／N2，H2／CH4，COz／N2，andH2／C02，respectively，thepermeationis387GPU(1G

8、PU=1×10”cm3Icm2．S．cmHg)forH2．Itindicatedthata--cellulose—basedhollowfibermembraneshowshighselectivityandpermeabilityforgasseparatio