花状聚酰亚胺/聚酰亚胺及其热重排混合基质膜的制备及其性能

作     者：蔺家弘 肖国勇 鲁云华 侯蒙杰 李琳 王同华 

作者机构：大连理工大学化工学院 辽宁科技大学化学工程学院 

出 版 物：《复合材料学报》 (Acta Materiae Compositae Sinica)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金（No:22278051，21878033） 

主　　题：混合基质膜 花状聚酰亚胺 热重排 气体分离 界面 

摘      要：混合基质膜(MMMs)由于制备方法简单，综合性能优异，在气体分离领域具有较强的竞争力。为提高填料与聚合物基体间的相容性，本文采用溶剂热法制备的花状聚酰亚胺(PI)为填料，以含羟基聚酰亚胺为基体，采用原位聚合法，经热酰亚胺化和热重排反应制备出了一系列花状聚酰亚胺/聚酰亚胺及其热重排(TR)混合基质膜。化学结构相似的聚酰亚胺填料和基体间形成了良好的界面相容性，赋予混合基质膜较为优异的气体分离性能。当花状PI的掺杂量为3wt%时，混合基质膜TR-3wt%的晶面间距达到0.64 nm，对H2、CO2、O2、CH4和N2的气体渗透率相对于TR膜分别提高了61.36%、67.90%、81.58%、37.88%和51.72%，且O2/N2的选择性为5.49，接近2015年上限；CO2/CH4的选择性为22.36，超过2008年Robeson上限。因此，该策略将为高性能MMMs的界面设计工程提供一定参考。