Cardo型共聚酰亚胺/TiO_2纳米复合膜的制备及气体分离性能  

Synthesis and Gas Separation Property of a Cardo Co-Polyimide/TiO_2 Composite Membrane

作　　者：马诚[1] 孔瑛[1] 杨金荣[1] 吕宏凌[1] 

机构地区：[1]中国石油大学(华东)重质油国家重点实验室,山东青岛266555

出　　处：《高分子材料科学与工程》2011年第10期146-149,共4页Polymer Materials Science & Engineering

基　　金：教育部创新团队"重质油高效转化的绿色化学与工程";教育部高等学校博士学科点专项科研基金(20090133120008);山东省自然科学基金资助项目(ZR2009BQ011)

摘　　要：以9,9′-双(4-氨基苯基)芴(BAPF)对聚酰胺酸(PAA(BTDA-DMMDA),PAA-A)修饰,得到Cardo型共聚酰亚胺(PI(BTDA-BAPF-DMMDA),PI-B);以TiO2溶胶对其杂化,得到PI-B/TiO2系列纳米复合膜。采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对PI-A、PI-B及PI-B/TiO2系列膜进行结构表征。结果表明,TiO2以纳米级别颗粒均匀分散在PI-B中,dPI-A,dPI-B,dPI-B/TiO2分别为0.4770 nm,0.4606 nm,0.4646 nm。气体渗透实验表明,H2和O2在PI-B膜中的透过系数与PI-A膜相差不大,但H2/N2及O2/N2的分离性能增至PI-A膜的2.0倍和2.2倍(达到32.38和8.369);当TiO2溶胶含量达到24%时,H2和O2在PI-B/TiO2复合膜对透过系数为PI-A膜的3.5倍和5.9倍,达到8.959×105Pa和3.625×105Pa,H2/N2及O2/N2的分离性能增至PI-A膜的2.5倍和4.2倍,达到39.49和15.97。Cardo ring structure of 9,9-bis（4-aminophenyl） fluorine（BAPF） was used as a co-monomer of polyamide acid（BTDA-DMMDA,PAA-A） to prepare polyimide（BTDA-BAPF-DMMDA,PI-B）and PI-B/TiO2 composite membranes were prepared by the sol-gel method.Scanning electron microscope（SEM） and X-ray diffraction（XRD） were employed to study the physical and chemical structure of the membranes.The results show that TiO2 particles desperate in PI phase homogeneously at nano-level,and d-spacing of PI-A,PI-B,PI-B/TiO2 is 0.4770 nm,0.4606 nm,0.4646 nm,respectively.The pure gas permeation experiments show adding BAPF does not affect pH2 and pO2 of PI-B membrane,but αH2/N2 and αO2/N2 is 32.37 and 8.369（2.0 and 2.2 times of PI-A membrane）;when the content TiO2 increases to 24%,pH2 and pO2 of PI-B/TiO2 is 8.965 Barrer and 3.625 Barrer（3.5 and 5.9 times of PI-A membrane） and αH2/N2 and αO2/N2 is 39.49 and 15.97（2.5 and 4.2 of PI-A membrane）,respectively.

关 键 词：聚酰亚胺膜 Cardo环 纳米复合 气体渗透性能 

分 类 号：TB383[一般工业技术—材料科学与工程]