【摘 要】
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分离不仅在工业发展中具有重要的作用,同时在解决环境、能源再生等领域的问题中也起到关键性的作用。据报道,工业分离过程占全球能源消耗的很大一部分,例如用于蒸馏分离技术的能源约占全球能源消耗量的10-15%。巨大的能源消耗推动新的分离技术的发展,以此来提高分离效能和降低能量消耗。与传统的热驱动蒸馏和吸收/吸附等操作相比,膜分离技术具有占地面积小、模块化设计、简单的连续操作以及较低的成本等优势而得到迅速发
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分离不仅在工业发展中具有重要的作用,同时在解决环境、能源再生等领域的问题中也起到关键性的作用。据报道,工业分离过程占全球能源消耗的很大一部分,例如用于蒸馏分离技术的能源约占全球能源消耗量的10-15%。巨大的能源消耗推动新的分离技术的发展,以此来提高分离效能和降低能量消耗。与传统的热驱动蒸馏和吸收/吸附等操作相比,膜分离技术具有占地面积小、模块化设计、简单的连续操作以及较低的成本等优势而得到迅速发展。本论文选取固有微孔聚合物（PIMs）为研究对象,在结构中嫁接官能团并制备成膜,系统地研究其气体分离和液体分离性能,具体工作如下:1.本论文中,我们选取2,3,5,6-四氟吡啶-4-腈和5,5’,6,6’-四羟基-3,3,3’,3’-四甲基-1,1’-螺旋联吲哚为单体,在低温条件下制备PIM-Py（Pyridine,吡啶）材料,利用其在特定的有机溶剂中优异的溶解性制备成膜。N2吸附等结构表征结果表明,PIM-Py和PIM-1具有相似的结构特征。力学拉伸结果显示,与PIM-1膜相比,PIM-Py膜的力学性能有大幅度的提升。另外,PIM-Py膜在0.15 MPa下具有最优的CO2/N2理想选择性（36.1）,与PIM-1膜相比提高了约35%。较为出色的气体渗透性和理想选择性,展现了PIM-Py膜在CO2/N2分离领域潜在的应用前景。2.本论文选择第一部分工作合成的PIM-Py膜为研究对象,并通过碱性水解法将氰基转化为酰胺,引入新的官能团。N2吸附结果表明,经过后修饰的PIM-Py仍为微孔结构,具有较高的比表面积。对PIM-Py-CONH2膜进行低压反渗透测试,研究结果表明,随着水解时间的增加,PIM-Py-CONH2膜对Co2+、Sr2+的截留能力增强,Co2+的最佳截留率为66.8%、Sr2+的最佳截留率为28.7%。这主要归功于酰胺的存在增强了链间作用力改善了薄膜的微孔结构。这也为PIMs膜应用于反渗透领域提供潜在研究价值。
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