發(fā)布時(shí)間：2024-10-04 18:03

　　氫氣是工業(yè)生產(chǎn)中的重要原料,同時(shí)它也是一種綠色環(huán)保、可再生的新型能源。但是,由于氫的活潑性自然界中沒有游離的氫氣,其主要通過煤化工以及石油加工而獲得,難于直接獲得純氫。因此,氫氣的分離純化技術(shù)已經(jīng)成為氫能應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)。在各種氫氣分離技術(shù)中,膜分離法是當(dāng)前研究的熱點(diǎn),但是現(xiàn)有的氫氣分離膜存在一些缺點(diǎn),比如:鈀膜造價(jià)昂貴,質(zhì)子導(dǎo)體陶瓷膜使用溫度高等。鑒于此,本論文開發(fā)了一種用于中低溫氫氣分離的質(zhì)子-電子混合導(dǎo)電雙相復(fù)合膜。首先,以聚醚醚酮（PEEK）為原料,用濃硫酸做磺化試劑制備不同磺化度的磺化聚醚醚酮（SPEEK）。主要研究了磺化溫度和磺化時(shí)間對SPEEK磺化度和SPEEK膜性能的影響。結(jié)果表明:磺化溫度越高,磺化速率越快,磺化時(shí)間越長,SPEEK的磺化度越大;在60℃下,磺化3～7 h后,SPEEK的磺化度在51.1%～85.4%之間,隨著SPEEK磺化度的升高,SPEEK膜的吸水性和溶脹度提高,SPEEK膜的機(jī)械性能降低。依據(jù)這些性能,綜合確定磺化度為72%的SPEEK作為復(fù)合膜的質(zhì)子導(dǎo)電相。然后,以磺化度為72%的SPEEK作為質(zhì)子導(dǎo)電相、以抗壞血酸還原后的還原氧化石墨烯（rGO...

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 研究背景
    1.2 氫氣分離膜
        1.2.1 多孔膜及其傳遞機(jī)理
        1.2.2 致密膜及其傳遞機(jī)理
    1.3 質(zhì)子交換膜
        1.3.1 全氟磺酸質(zhì)子交換膜
        1.3.2 部分氟化質(zhì)子交換膜
        1.3.3 非氟質(zhì)子交換膜
    1.4 非氟質(zhì)子交換膜的改性
        1.4.1 有機(jī)共混改性
        1.4.2 化學(xué)交聯(lián)改性
        1.4.3 無機(jī)摻雜改性
    1.5 雜多酸及雜多酸摻雜聚合物膜
        1.5.1 雜多酸簡介
        1.5.2 雜多酸-聚合物膜摻雜
    1.6 論文的研究思路及研究內(nèi)容
第二章 SPEEK的制備與性能
    2.1 前言
    2.2 實(shí)驗(yàn)藥品與實(shí)驗(yàn)儀器
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)藥品
    2.3 材料制備
        2.3.1 SPEEK的制備
        2.3.2 SPEEK膜的制備
    2.4 結(jié)構(gòu)表征和性能測試
        2.4.1 結(jié)構(gòu)表征
        2.4.2 SPEEK磺化度的測定
        2.4.3 SPEEK膜的電導(dǎo)率測試
        2.4.4 SPEEK膜的機(jī)械性能測試
        2.4.5 SPEEK膜的干濕性變性測試
    2.5 結(jié)果與討論
        2.5.1 SPEEK磺化度分析
        2.5.2 FT-IR譜圖分析
        2.5.3 SPEEK的晶體結(jié)構(gòu)
        2.5.4 SPEEK膜的質(zhì)子電導(dǎo)率
        2.5.5 SPEEK膜的機(jī)械性能分析
        2.5.6 SPEEK膜的吸水率和溶脹性
    2.6 本章小結(jié)
第三章 SPEEK-rGO雙相復(fù)合膜的制備與性能
    3.1 前言
    3.2 實(shí)驗(yàn)所需藥品和儀器
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    3.3 rGO及雙相復(fù)合膜和膜反應(yīng)器的制備
        3.3.1 rGO的制備
        3.3.2 SPEEK-rGO雙相復(fù)合膜制備
        3.3.3 SPEEK-rGO雙相復(fù)合膜分離器的制備
    3.4 rGO與 SPEEK-rGO雙相復(fù)合膜結(jié)構(gòu)表征和性能測試
        3.4.1 rGO結(jié)構(gòu)表征
        3.4.2 SPEEK-rGO雙相復(fù)合膜的氣密性測試
        3.4.3 SPEEK-rGO雙相復(fù)合膜的機(jī)械性能測試
        3.4.4 SPEEK-rGO雙相復(fù)合膜的微觀形貌(SEM)
        3.4.5 SPEEK-rGO雙相復(fù)合膜透氫性能測試
    3.5 結(jié)果與討論
        3.5.1 rGO結(jié)構(gòu)分析
        3.5.2 SPEEK-rGO復(fù)合膜的氣密性
        3.5.3 SPEEK-rGO雙相復(fù)合膜的機(jī)械性能分析
        3.5.4 SPEEK-rGO雙相復(fù)合膜的SEM分析
        3.5.5 SPEEK-rGO雙相復(fù)合膜的透氫性能
    3.6 小結(jié)
第四章 SPEEK-HPW-rGO雙相復(fù)合膜的制備與性能
    4.1 前言
    4.2 實(shí)驗(yàn)所需試劑和儀器
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    4.3 SPEEK-HPW-rGO雙相復(fù)合膜的制備
    4.4 Al_2O_3 中空纖維膜及SPEEK-HPW-rGO/Al_2O_3 雙層膜的制備
        4.4.1 Al_2O_3中空纖維膜的制備
        4.4.2 SPEEK-HPW-rGO/Al_2O_3 雙層膜的制備
    4.5 復(fù)合膜性能的表征和測試
        4.5.1 復(fù)合膜的氣密性測試
        4.5.2 復(fù)合膜的微觀形貌測試
        4.5.3 SPEEK-HPW-rGO雙相復(fù)合膜的透氫性能測試
    4.6 結(jié)果與討論
        4.6.1 雙相復(fù)合膜的致密性
        4.6.2 復(fù)合膜的微觀形貌
        4.6.3 SPEEK-HPW-rGO雙相復(fù)合膜的透氫性能測試
    4.7 小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 存在的問題與展望
參考文獻(xiàn)
在讀期間主要工作
致謝



本文編號：4006990