热处理苯并咪唑类聚酰亚胺气体分离膜的制备及性能研究的开题报告.docx

热处理苯并咪唑类聚酰亚胺气体分离膜的制备及性能研究的开题报告
研究背景
气体分离技术是一种非常重要的工业技术，广泛应用于许多领域。其中，热塑性聚合物膜作为气体分离膜具有重要的应用前景。聚酰亚胺（PI）膜作为一种具有优异性质的热塑性聚合物膜，其具有较高的热稳定性，良好的化学稳定性，优异的气体分离性，以及高透过性和高选择性等优点。因此，PI膜在气体分离领域得到了广泛的应用。
近年来，对于PI膜的研究越来越多，其中主要是在改善PI膜的气体分离性能方面。鉴于PI膜的表面结构不均匀和带电特性，需要采用一系列的方法来改善其性能，其中就包括热处理方法。
研究内容
本研究的主要内容是采用热处理方法来制备PI膜，并研究其气体分离性能。具体地，本研究将探索以下几个方面：
1.热处理条件的优化：通过改变热处理温度、时间、气氛等条件来研究对PI膜性能的影响，并优化最佳的热处理条件。
2.膜的制备：使用原位聚合法制备PI膜，并对其进行表征。
3.膜性能的测试：使用氢气/二氧化碳和甲烷/二氧化碳混合气体来测试PI膜的气体分离性能，并评估其渗透性、选择性和稳定性等。
研究意义
本研究将为PI膜的改善气体分离性能提供新思路，并对PI膜的热处理工艺进行深入的探索，以便优化PI膜的性能。同时，本研究还将为气体分离技术的发展提供有益的参考，推动聚合物膜在气体分离领域的广泛应用。
研究方法
本研究采用的方法包括制备PI膜、热处理PI膜以及对PI膜进行物理和化学性质表征等。具体方法如下：
1.制备PI膜：采用原位聚合法制备PI膜。首先，将苯并咪唑类单体加入至反应体系中，与亚甲基双酚A以重量比为1：1的比例加入，在氮气气氛下先预聚合，再进行真正的聚合反应。最后，将得到的聚合物膜放入乙基醇中去除残留的单体和掉落物，然后在真空干燥箱中干燥24小时。
2.热处理PI膜：将PI膜放入热处理炉中，通过改变热处理温度、时间、气氛等条件来研究对PI膜性能的影响，并优化最佳的热处理条件。
3.对PI膜进行表征：采用扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、热重分析（TGA）等方法对PI膜进行物理和化学性质表征。
4.测试膜性能：使用氢气/二氧化碳和甲烷/二氧化碳混合气体来测试PI膜的气体分离性能，并评估其渗透性、选择性和稳定性等。
预期结果
本研究预计能够得到以下结果：
1.通过一系列的热处理条件优化，得到具有良好性能的PI膜。
2.探索PI膜的微观结构和链聚性质的变化，以及这些变化对气体分离性能的影响。
3.研究PI膜的渗透性、选择性和稳定性等性能，以评价其在气体分离中的应用潜力。
结论
本研究将采用热处理方法来制备PI膜，并研究其气体分离性能。预计结果将为改善PI膜的气体分离性能提供新思路，为聚合物膜在气体分离领域的应用提供有益的参考。同时，本研究还将为气体分离技术的发展提供支持，推动其在环保、能源等领域的广泛应用。