多壁碳納米管-聚氨酯雜化膜及其分離性能研究.pdf

1、碳納米管具有獨特的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的性能，尤其是在機械強度和熱學(xué)性能方面表現(xiàn)優(yōu)異，能夠提高分離膜性能。本文采用化學(xué)修飾的方法，通過混酸處理及胺化反應(yīng)獲得將羧基化和胺基化的多壁碳納米管，進而通過原位聚合法制備多壁碳納米管/聚氨酯雜化膜。研究了雜化膜的苯、環(huán)己烷的吸附溶脹性能和CO2、N2的滲透性能研究。主要研究內(nèi)容包括如下:
　　選用不同長度的多壁碳納米管，分別通過HNO3/H2SO4混酸和4，4-二氨基二苯甲烷(DDM)接枝反應(yīng)獲得功能

2、化的多壁碳納米管。采用紅外光譜、拉曼光譜、掃面電鏡和透射電鏡，對功能化碳納米管的結(jié)構(gòu)及其在溶劑中的分散性進行分析表征。結(jié)果發(fā)現(xiàn):混酸處理后的多壁碳納米管在溶劑中的分散性明顯提高，進一步通過接枝反應(yīng)獲得的胺功能化多壁碳納米管的分散性又明顯提高;另一方面，功能化的短段碳納米管的分散性又優(yōu)于功能化的長段碳納米管。
　　通過原位聚合法制備碳納米管/聚氨酯雜化膜。分別研究了不同功能化的多壁碳納米管、不同長度的多壁碳納米管及不同二醇單體結(jié)構(gòu)對

3、雜化膜的結(jié)構(gòu)和性能的影響。通過掃描電鏡和透射電鏡觀察得到:①胺化后的碳納米管在雜化膜內(nèi)的分散性要優(yōu)于酸化碳納米管在雜化膜中的分散性;②短段碳納米管在雜化膜中的分散性要優(yōu)于長段碳納米管在雜化膜中分散性;③二醇單體鏈長的增加，導(dǎo)致雜化膜中碳納米管的分散性有所降低。通過對雜化膜的苯、環(huán)已烷吸附溶脹性能， Fick擴散系數(shù)、氣體分離性能等研究發(fā)現(xiàn):①胺化碳納米管/聚氨酯雜化膜在苯/環(huán)已烷選擇性、Fick擴散系數(shù)及CO2/N2選擇分離性方面均要高