ZrO2纳米粒子对PI膜气体渗透性能的影响

作者：张鹏军; 丁保宏^*; 夏裴文; 王强; 臧树良; 邓桂春

来源：工程塑料应用, 2018, 46(10): 132-136.

• 二氧化锆
• 纳米粒子
• 气体渗透性能
• 网状结构
• 杂化膜

采用溶胶凝胶法合成了纳米型ZrO2粒子,按一定比例往均苯四甲酸二酐–4,4′–二氨基二苯醚(PMDA–ODA)型PI酸中添加二氧化锆纳米粒子制备出一系列不同物质的量比(PI酸∶ZrO2)的PI–ZrO2杂化膜。采用红外、热分析、场发射扫描电镜和全自动物理吸附仪对其进行表征,并使用纯CH4,CO2和N2在自制气体渗透性检测装置上检测杂化膜的气体渗透性能。结果发现ZrO2粒子均匀填充在PI内部形成有机–无机网状结构,具有良好的热稳定性和气体渗透性能。当PI酸和纳米ZrO2粒子的物质的量比为5∶1时,PI杂化膜具有较高的气体选择性,CO2,CH4,N2气体的渗透性系数分别为69.44,4.33,13.64 10–5 L/(m2·s·Pa),CO2/CH4的分离因子为16.04。相比于传统的PMDA–ODA型PI分离膜,CO2,CH4,N2的渗透性系数增长为原来的2.6,8.0,30.0倍。

• 单位
  泉州理工职业学院; 辽宁石油化工大学