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「碳分子筛」膜是什么?
2019/2/3 17:37:55

碳分子筛膜是什么?让我来轻轻地告诉你:

        碳分子筛膜是一种新型用来进行气体分离的无极分离膜,是20世纪七十年代发展起来的一种优良的非极性碳素材料。其具有大量的微孔结构,可用来分离空气中的氧气和氮气。与传统的变压吸附及精馏相比,膜分离技术具有能耗低,易于操作等优势。1983年首次报道了碳分子筛膜的制备方法并将其用于如O_2/N_2,He/O_2等混合气体的分离1。与传统的无机膜材料和聚合物膜材料相比,碳分子筛膜热稳定!

碳分子筛膜的研究进展

        美国佐治亚理工学院,化学与生物分子工程学院Ryan P.Lively在Nature上报道了一种不对称的碳分子筛(CMS)中空纤维薄膜,作为有机溶剂反渗透技术(OSRO)的潜在材料。利用碳分子筛的有机溶剂反渗透技术,不仅不需要改变有机物的相,减少分离过程中能量的损耗,还能有效地分离分子尺寸相近的有机物。作者利用对二甲苯和邻二甲苯在CMS薄膜中的渗透率的变化,来反应CMS的渗透性能。

        在500℃下碳化后得到的碳分子筛薄膜中,二甲苯同分异构体扩散选择性和蒸汽的相对压力的函数图,扩撒选择性随着相对压力的增加而轻微下降,在饱和蒸汽压附近选择分散性相对值在10至15之间。制备薄膜分解温度为550℃时,扩散选择性相对值增加到25-30。在每一个相对压力下,对二甲苯(p-X),邻二甲苯(o-X)在CMS膜中完全等温吸收的吸收量差别很小,得出分子运动是薄膜选择性的主要来源。

利用碳分子筛膜低温高压下的渗析分离技术,可以很大程度上减少能耗,但是在分离效率和分离选择性仍然是很大的挑战,仍需要广大的研究工作者继续努力。

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