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GO-TSC/聚酰亚胺混合基质膜的制备及气体分离性能研究

         
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使用氨基硫脲(TSC)对氧化石墨烯(GO)进行改性,制备GO-TSC层状复合材料.随后,将该复合材料加入到Matrimid?5218(PI)基质中,制备用于二氧化碳分离的混合基质膜(MMMs).通过TGA、SEM及气体分离性能测试考察了GO-TSC对膜热稳定性、结构和气体分离性能等的影响.SEM结果显示GO-TSC可均匀分散在聚合物基质上并与基质紧密结合;TGA结果显示混合基质膜在250°C以上仍保持稳定.与纯PI膜相比,MMMs显著增强了二氧化碳的渗透性.GO-TSC中所含的氨基与二氧化碳具有良好的亲和力,增加的碱性位点可以有效地转运二氧化碳.GO-TSC的层状结构增加了气体的传输路径,不利于大动态直径气体(甲烷、氮气)的通过,从而提高了分离性能.GO-TSC负载量为0.75％(质量分数)时混合基质膜的分离性能最佳.相比较纯PI膜,混合基质膜的二氧化碳渗透系数和二氧化碳/甲烷、二氧化碳/氮气分离系数分别提高了42.16％、95.79％和83.72％.

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