摘要：本文以聚丙烯腈（PAN）为前驱体，通过相转化法制备不对称多孔聚合物膜，结合氧化预处理及高温炭化（500～800 ℃）工艺，成功开发了PAN基不对称多孔炭分子筛膜。结合多种表征技术，探究了热处理过程中化学结构、炭微观结构、膜微观形貌及孔结构的演变规律。实验结果表明，氧化预处理诱导分子链形成梯形的交联网络结构，有效抑制了炭化过程中孔结构塌陷，所得炭膜维持了前驱体聚合物膜的三维贯通孔道结构。生成的碳结构为无定型结构，且炭层间距较大，有利于气体分子渗透。800 ℃炭化制备的PAN基多孔炭膜O2渗透通量可达1166 GPU，O2/N2选择性为1.10，高于努森扩散理论值。本研究验证了PAN作为膜的低成本碳基支撑层材料的可行性，为开发高性能中空纤维复合炭膜提供了实验支持。
文章目录
1 实验
1.1 实验原料与试剂
1.2 PAN基不对称聚合物膜的制备
1.3 PAN基不对称炭分子筛膜的制备
1.4 膜结构表征
1.5 膜的气体渗透分离性能测试
2 结果与讨论
2.1 热处理过程中化学结构的演变规律
2.2 热处理过程中炭结构的演变规律
2.3 热处理过程中微观形貌和孔结构的演变规律
2.4 膜的气体渗透分离性能
3 结论
