【摘 要】
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气体膜分离技术作为膜科学与技术的重要分支，以其“经济、便捷、洁净、高效节能”的技术特点，被认为是继“深冷分离”和“变压吸附分离”之后，当今世界最具有发展前景的第三代新型气体分离技术.近年来，由聚合物膜在较低的温度下热解所制备的一种新型的低温热解气体分离膜引起了人们的极大关注.低温热解膜兼具了聚合物膜良好的机械性能和炭膜高气体渗透性能的特点，克服了聚合物膜渗透性能低、易塑化，炭膜质脆、机械强度差等问
【机 构】
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大连理工大学化工学院精细化工国家重点实验室炭素材料研究室膜科学与技术研究开发中心,大连,116024
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气体膜分离技术作为膜科学与技术的重要分支，以其“经济、便捷、洁净、高效节能”的技术特点，被认为是继“深冷分离”和“变压吸附分离”之后，当今世界最具有发展前景的第三代新型气体分离技术.近年来，由聚合物膜在较低的温度下热解所制备的一种新型的低温热解气体分离膜引起了人们的极大关注.低温热解膜兼具了聚合物膜良好的机械性能和炭膜高气体渗透性能的特点，克服了聚合物膜渗透性能低、易塑化，炭膜质脆、机械强度差等问题，在气体分离方面展现出良好的应用前景.本文以酚酞型聚芳醚酮(PEK-C)为前驱体，经过预氧化处理和部分热解过程(热解温度在350-510℃)制备了一种新型的低温热解膜.利用FT-IR、XRD、DTMA及PALS等多种表征手段，研究了预处理过程中膜的化学结构、微观结构、聚集态结构以及微孔结构的变化.实验结果表明，此低温热解膜具有较好的机械强度、柔韧性及较高的气体分离性能.预氧化过程中分子链发生脱羧基诱导交联反应，聚合物由玻璃态向高弹态转变.同时，聚集态结构的演变影响着膜的微孔结构分布及气体分离性能，可使得自由体积元素分布变窄(如图1)和气体分离性能提高，其中最高PCO2=997 barrer (1barrer =1×10-10 cm3(STP) cm/cm2 s cmHg)和αCO2/CH4=85.因此可通过控制聚合物的聚集态结构调控低温热解膜的微观结构及气体分离性能.
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