新型炭／T型分子筛复合膜材料的设计、制备及应用  

Rational design novel carbon-zeolite T composite membrane and tuning of their capacity for gas separation

作　　者：刘庆岭[1] 王同华[1] 张志国[2] 梁长海[1] 郭洪臣[2] 邱介山[1] 曹义鸣[3] 

机构地区：[1]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,辽宁大连116012 [2]大连理工大学化工学院精细化工国家重点实验室,催化化学与工程系,辽宁大连116023 [3]中国科学院大连化学物理研究所,辽宁大连116023

出　　处：《功能材料》2007年第A07期2502-2505,共4页Journal of Functional Materials

基　　金：国家重点基础研究发展计划（973计划）基金资助项目（2004CB217603）;教育部新世纪优秀人才基金资助项目（NCET-04-0274）

摘　　要：以聚酰胺酸为有机前驱，两种不同形貌的T型分子筛为杂化物经高温热解制备了新型的炭／T型分子筛复合膜材料。利用TG、XRD、SEM等分析手段对所制备的复合膜的微结构进行了研究。结果表明，T型分子筛在炭相中分散良好，其晶体结构在热解过程中没有被破坏，同时形成了稳定的无机，无机复合结构。单组分气体（CO2，O2，N2和CH4）以及混合气体（CO2／CH4，O2／N2）的渗透实验表明，分子筛减小了气体分子在膜中的扩散阻力从而大大提高了复合膜对气体分子的渗透能力，其中，复合膜对CO2和O2渗透系数可达1302Barrer[1Barrer=1×10^-10cm^3（STP）·cm／cm^2·s·cmHg]和334Barrer，同时CO2／CH4混合气体分离系数达到62，O2／N2分离系数达到8左右。这些数据表明该复合膜是一种可实现大规模二氧化碳以及空气分离的理想膜材料。A novel self-supporting carbon/zeolite T composite membrane with high permeability and excellent permselectivity has been prepared by pyrolysis of polyamic acid/zeolite T composite membrane at 700℃. The microstructure of the composite membrane was investigated by TG, XRD, and SEM. The results show that the zeolite T particles were well dispersed in carbon matrix and no defects exist beween the two phases. The microstructure of zeolote was well kept during the carbonization. Sigle gas （CO2, O2, N2 and CH4,） and mixed gas （O2/CH4, O2/N2 ） permeation test results show that the composite membrane exhibited an outstanding molecular sieving capability together with high gas permeability. For mixed gas, the composite membrane has an intrinsic CO2/CH4 selectivity of 62 with CO2 permeability of 1302 Barrer （1 Barrer= 1 × 10^-10 cm^3 （STP）·cm/cm^2·s·cmHg） and O2/N2 selectivity of 8 with O2 permeability of 334 Barrer. The results show that this composite membrane with excellent performance would be of great potential in gas separation.

关 键 词：聚酰胺酸 复合膜 T型分子筛 炭化 气体分离 

分 类 号：O6-332[理学—化学] O652.6