炭膜的功能化及其在氣體分離上的應用

炭分子篩膜(簡稱“炭膜”) 是20 世紀80 年代發(fā)展起來的一種新型無機膜,主要由有機聚合物在惰性氣體或真空條件下高溫熱解而成, 因其膜孔孔徑接近于氣體分子直徑,可根據(jù)分子篩分機理對氣體混合物進行分離,因此炭分子篩膜是一種適用于氣體分離的高效、節(jié)能的新型膜材料. 與有機膜相比,炭分子篩膜具有良好的氣體分離選擇性,熱穩(wěn)定性以及化學穩(wěn)定性. 自從1983 年Koresh 和Soffer[1 ]首先利用纖維素膜為有機前驅(qū)成功制備了中空纖維狀炭膜后引起了世界各國研究者的廣泛關(guān)注. 在炭膜制備過程中,前驅(qū)體材料是決定膜微孔結(jié)構(gòu)及氣體分離性能的關(guān)鍵因素之一. 炭膜前驅(qū)體一般選用殘?zhí)苛枯^高的高分子聚合物,如聚酰亞胺、酚醛樹脂、聚糠醇、聚醚砜酮以及纖維素及其衍生物等.Koros 等[2 ]利用共聚聚酰亞胺中空纖維膜在550 ℃炭化制備出O2/ N2 分離系數(shù)為4 的中空纖維炭膜和O2/ N2 選擇性為11～14 的不對稱炭膜.