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P84中空纤维及其无缺陷中空纤维的研究

王少康  
【摘要】:中空纤维气体分离因能耗低、无污染、且高效的优势在众多领域中备受人们的青睐。本论文重点研究了P84中空纤维的制备条件以及对其气体分离性能进行了大量研究。本实验重点研究了不同P84聚合物浓度对中空纤维膜气体分离性能的影响,不同添加剂浓度对膜气体分离性能的影响,不同收丝速度对膜丝性能的影响以及铸膜液体系是否加盐对中空纤维气体分离性能的影响。本文通过对纺丝条件的深入探索,成功制备得到了P84/PDMS高气体性能的复合中空纤维膜,同时也成功制备出了无缺陷P84中空纤维膜。通过SEM电镜图可以看出,无缺陷中空纤维通常有着海绵状结构支撑层,并且有着比较薄的选择性皮层厚度,它的表面上也不会存在孔缺陷;作为对比,有缺陷的中空纤维通常都有着指状孔支撑层结构和厚厚的皮层,这是我们应该尽量避免的,从原理入手优化中空纤维的结构和性能。最终的气体分离性能测试显示,无缺陷P84中空纤维膜有着良好的气体分离性能,单丝二氧化碳的通量最高达到了9.59GPU,其对氮气和和甲烷的的选择性分别可以达到53.82和50.72的水平;多丝膜组器的二氧化碳通量也达到了4.32GPU,对氮气和甲烷的选择性分别达到了32.54和60.03,该P84中空纤维的气体分离性能处于国际领先水平。


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