赵选英
,
王同华
,
李琳
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刘颖
,
曹义鸣
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2010.00047
采用共混法在聚酰亚胺前驱体中引入Fe3O4纳米粒子, 经高温热解炭化制备了杂化功能炭膜. 采用XRD、TEM和VSM等分析方法对所制备的功能炭膜进行表征, 并探讨了Fe3O4纳米粒子的掺杂量及炭化终温对功能炭膜气体分离性能的影响. 结果表明, Fe3O4纳米粒子在热解炭化过程中发生了物相形态的改变, 并对前驱体起到了催化石墨化的作用, 使功能炭膜具有类石墨片层和乱层炭的两种炭结构形态, 同时具有磁性. 气体渗透实验表明, 掺杂Fe3O4纳米粒子使所制备的功能炭膜具有“分子筛分”的分离特征, 提高了炭膜的气体渗透性能, 特别是对小分子气体H2的渗透性提高了61倍, H2/CO2的分离选择性也明显得到改善. Fe3O4的掺杂量和炭化终温对炭膜的气体分离性能有显著影响. Fe3O4添加量为20wt%的功能炭膜对H2、CO2、O2、N2和CH4等纯气体的渗透系数分别为15476、4385、1565、193和114Barrers ［1Barrer =1×10-10cm3(STP)·cm/(cm2·s·cmHg)］.
关键词:
磁性
,
functional carbon membrane
,
gas separation
,
permeability
