碳分子篩(CMS)填充膜的制備與滲透汽化性能研究的開題報告

聚醚共聚乙酰胺(PEBA)/碳分子篩(CMS)填充膜的制備與滲透汽化性能研究的開題報告一、研究背景及意義隨著能源需求的不斷增加以及環(huán)境保護(hù)要求的日益提高，氣體分離技術(shù)已成為解決工業(yè)及能源領(lǐng)域中氣體混合物分離的重要手段之一。其中，膜分離技術(shù)由于其結(jié)構(gòu)簡單、操作便捷、高效節(jié)能等優(yōu)點逐漸成為研究和實際應(yīng)用的熱點。目前，聚醚共聚乙酰胺（PEBA）等高性能材料已經(jīng)廣泛應(yīng)用于膜分離技術(shù)中。而碳分子篩（CMS）作為一種新型的分離材料，具有微孔結(jié)構(gòu)、高分子量和高熱穩(wěn)定性等特點，已成為研究烷烴分離領(lǐng)域的熱點。因此，將PEBA與CMS進(jìn)行復(fù)合，制備PEBA/CMS填充膜，以期達(dá)到優(yōu)化分離效率，提高膜的選擇性和通量，具有重要的實際應(yīng)用價值。二、研究內(nèi)容及方法本研究擬采用以下方法制備PEBA/CMS填充膜：1.預(yù)處理CMS：采用活化處理和浸泡方法，清除CMS表面雜質(zhì)，提高CMS的選擇性和通量。2.制備PEBA/CMS復(fù)合膜：利用溶液共混法將PEBA、CMS及其混合物溶于適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑中，通過離心共混等方法，制備PEBA/CMS混合膜。在此基礎(chǔ)上，采用線性注液法制備PEBA/CMS填充膜。3.對填充膜進(jìn)行性能測試：測試PEBA/CMS填充膜在不同工況下的分離性能，確定其最佳工作條件。在研究中，將根據(jù)所制備的PEBA/CMS填充膜的特點和性能，分析其膜分離機(jī)理，并結(jié)合實際應(yīng)用情況，探討其在工業(yè)及能源領(lǐng)域中的應(yīng)用前景和潛力。三、研究預(yù)期成果通過本研究，可獲得以下預(yù)期成果：1.成功制備PEBA/CMS填充膜，優(yōu)化其分離效率，提高膜的選擇性和通量。2.探究PEBA/CMS填充膜的膜分離機(jī)理，為其在工業(yè)及能源領(lǐng)域中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。3.為進(jìn)一步研究和開發(fā)高性能膜材料提供參考。四、研究進(jìn)展及計劃目前，已完成對PEBA和CMS的單獨性能測試和分析，包括其熱穩(wěn)定性、機(jī)械性能和分離性能等方面的測試。正在進(jìn)行PEBA/CMS復(fù)合膜的制備和性能測試，預(yù)計在2019年6月前完成填充膜的制備和性能測試。具體研究計劃如下：1.2019年1月-3月：對PEBA和CMS的性能測試和分析，制備PEBA/CMS混合膜。2.2019年4月-6月：制備PEBA/CMS填充膜，對填充膜進(jìn)行性能測試。3.2019年7月-8月：分析PEBA/CMS填充膜的膜分離機(jī)理，撰寫研究報告。4.2019年9月-12月：論文修改和答辯準(zhǔn)備。五、研究可能存在的問題及解決方案1.填充膜制備過程中，PEBA和CMS的配比和混合方法是否恰當(dāng)。解決方案：通過試驗方法和數(shù)據(jù)進(jìn)行不斷優(yōu)化，找到最優(yōu)的復(fù)合條件。2.填充膜的性能穩(wěn)定性和持久性是否滿足實際應(yīng)用需求。解決方案：通過不同工況下的實驗測試，尋找最佳工作條件，并進(jìn)行持續(xù)性能測試，進(jìn)一步優(yōu)化填充膜的性能。3.填充膜的成本是否過高，是否能夠在現(xiàn)有應(yīng)用中替代傳