聚丙烯腈基炭膜制备及结构变化的研究

第32卷第8期2004年8月化工新型材料NEWCHEMICALMATERIALSVol132No18

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科学研究

聚丙烯腈基炭膜制备及结构变化的研究

邱英华 王同华 宋成文

(大连理工大学膜科学与技术研究开发中心,

大连理工大学化工学院材料化工系炭素研究室,大连 116012)

摘 要 采用TG、FTIR及XRD法对PAN。结果表

明,PAN原膜的热解过程主要分三个阶段:;PAN的分解阶段,发生了环化、交联、链断裂反应;,并向层面网状结构转变,,有利于孔隙结构的形成,表明PAN。

关键词 ,,红外光谱,热重分析

Studyonpreparationandstructure

changeofcarbonmembranewithpolyacrylonitrileprecursor

QiuYinghua WangTonghua SongChengwen

(CarbonResearchLaboratory,DepartmentofMaterialsScienceandChemicalEngineering,DalianUniversityofTechnology;

CenterformembraneScienceandtechnology,DalianUniversityofTechnology,Dalian116012)Abstract Thechangesofstructureofcarbonmembranewithpolyacrylonitrile(PAN)precursorwerestudiedbyTG、

FTIRandXRDanalysisduringthepyrolysisprocesses.TheresultsshowthatthepyrolysisprocessofPANincludesthreestages.Intheearlystageofheating,dehydrationandandsolventvolatilizationaresignificant,andthenthreekindsofreac2tions,cyclization,crosslinklingandcleavageoflinerPANchainuptakearefoundtooccurinsecondstage,finallythecrosslinkingdegreeofmolecularchainincreasesandtransformsintoladder2shapedreticularstructure.Theevolutionofgasesduringthepyrolysisisbeneficialtotheformationofmicroporestructureofcarbonmembrane.ItindicatedthatPANisagoodprecursorforpreparingahighperformancecarbonmembrane.

polyacrylonitrile,pyrolysis,infraredspectrum,thermogravimetricanalysisKeywords

聚丙烯腈基炭膜制备及结构变化的研究

 

  炭膜是一种新型的多孔无机膜,是由含碳物质经

高温热解炭化制成,它不仅具有无机膜的优良性能,且具有比其它无机膜更高的气体通量和分离选择性,因此应用前景广泛。在炭膜的制备过程中,前驱体材料的选择对炭膜的制备至关重要。聚酰亚胺、聚偏二氯乙烯等聚合物,由于其优良的制膜性能而被作为制

基金项目:国家自然科学基金项目(20276008)。

备炭膜的前驱体材料,然而这些前驱体材料成本偏

高,严重地影响了炭膜工业化进程。聚丙烯腈(PAN)不仅能满足制膜要求,且成本相对较低,所以多年来一直倍受关注[1]。然而聚丙烯腈是热塑性聚合物,其在热处理过程中会产生熔融,对炭膜的孔结构形成产生一定的影响。因此,研究PAN的热解对于制备高

作者简介:邱英华(1978-),女,大连理工大学硕士研究生,主要从事炭膜及炭材料的研究与制备。

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