聚酰亚胺／TiO_2复合膜的制备、表征和气体渗透性测定

以硅藻土-莫来石陶瓷膜管为支撑体,以TiO2为过渡层,通过溶胶-凝胶法制备了负载型聚酰亚胺／TiO2复合膜．采用FTIR、NMR、TG／DTA、TEM、BET和气体渗透法对复合膜进行了表征和测试．结果表明:TiO2相通过与聚酰亚胺链上羧酸基支链发生键连形成有机无机组分交错分布的网状结构;复合膜具有良好的热稳定性和有机无机兼容性;相对于聚酰亚胺膜,复合膜对H2、CO2、N2和H2O具有较高的分离性; TiO2含量为15wt％的复合膜对H2／N2、CO2／N2和H2O／N2的分离因子分别为64．2、42．5和80．8．

6FDA-TMPDA-DABA/TiO_2杂化膜的制备、表征和气体渗透性能

以硅藻土-莫来石陶瓷膜管为支撑体,以TiO2为过渡层,通过溶胶凝胶法利用具有大量支链的聚酰亚胺和TiO2溶胶制备了系列不同TiO2含量的聚酰亚胺/TiO2杂化膜。聚酰亚胺是利用4,4’-六氟亚异丙基-邻苯二甲酸酐(6FDA)、2,4,6-三甲基-1,3-苯二胺(TMPDA)和3,5-二氨基苯甲酸(DABA)在溶液中进行亚胺化完成的。采用FTIR、TG/DTA、DSC、TEM、BET和气体渗透测定对系列膜进行了表征和测试。结果表明:聚酰亚胺通过支链上的羧酸基和TiO2相键连织构成了具有规则孔道的空间网状结构,并且随着TiO2含量的增加孔径逐渐减小;杂化膜具有较高的热稳定性和有机无机兼容性;相对于聚酰亚胺膜,杂化膜对H2、CO2和H2O相对于N2具有较高的分离性,TiO2含量为25%(质量分数)的杂化膜对H2/N2、CO2/N2和H2O/N2的分离因子分别达到56.6、31.3和55.3。

气体分离用PI/TiO_2纳米复合膜的制备

通过溶胶 凝胶法制备了气体分离用PI/TiO2 纳米复合膜材料。采用FT IR、SEM、TEM、UV Vis、耐化学介质性能和气体透气性能测试对膜材料的结构和性能进行了表征。结果表明 ,复合膜中TiO2 与PI两相在空间上结合紧密。含TiO2 质量分数为 2 2 3 %的复合膜中TiO2 颗粒尺寸为 1 0nm左右 ;含TiO2 质量分数为 2 7 2 %时 ,复合膜仍光学透明。复合材料的UV Vis吸收表现出了量子尺寸效应。与纯PI膜相比 ,复合膜的耐化学介质性能和透气性能显著增强。当TiO2 质量分数为 2 2 3 %时 ,复合膜的透H2 系数从纯PI膜的 2 85 7× 1 0 -15m3 ·m/(m2 ·s·Pa)增加到 1 0 61×1 0 -14 m3 ·m/(m2 ·s·Pa) ,H2 /N2 和H2 /CH4理想分离系数分别为 1 87 5和 1 43 2。