【摘 要】
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碳纳米管由于其规整的一维通道及光滑的内壁,可与聚合物基质掺杂制备气体分离膜,提高气体渗透性和选择性。然而,碳纳米管在杂化膜中易于团聚,容易造成界面缺陷,使得膜分离性
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碳纳米管由于其规整的一维通道及光滑的内壁,可与聚合物基质掺杂制备气体分离膜,提高气体渗透性和选择性。然而,碳纳米管在杂化膜中易于团聚,容易造成界面缺陷,使得膜分离性能下降。为解决碳纳米管分散问题,本文采用外加交流电场的形式促进碳纳米管在膜中的分散,同时使其沿膜厚方向排列,利用碳纳米管一维规整的通道进一步提高气体分离性能。本文系统考察电场对碳纳米管排列的影响。选用表面张力和介电常数较低的正丁醇为溶剂,通过显微镜观察碳纳米管在溶剂分散液中的排列。碳纳米管在正丁醇中可以沿电场方向定向排列。羧基化碳纳米管在常温低浓度的条件下,在2000 V/cm,400 Hz电场条件下,短时间内可以有较好的排布效果,延长时间,碳纳米管逐渐成束;提高场强和频率可以使碳纳米管定向排列及分散程度增加;在高粘度溶液分散液中,延长电场作用时间,降低聚合物浓度有利于碳纳米管定向排列。以PEBA-1074为基材,碳纳米管为添加剂,正丁醇为溶剂,共混制备碳纳米管含量为0.1～1 wt%的PEBA/CNT杂化膜,同时通过外加交流电场的形式辅助制备E-PEBA/CNT杂化膜。采用SEM、XRD、拉曼光谱等测试方法对碳纳米管在膜中的分散和定向排列程度进行了表征,结果表明,E-PEBA/CNT杂化膜碳纳米管定向排列程度高,分散性好。水蒸气在E-PEBA/CNT杂化膜中吸附量,渗透速率及H2O/N2选择性均高于PEBA/CNT杂化膜。
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