特勒格碱基自具微孔聚合物气体分离膜的任务书.docx

特勒格碱基自具微孔聚合物气体分离膜的任务书
任务书
任务名称：特勒格碱基自具微孔聚合物气体分离膜的研究
研究背景：
分离技术是化工、能源、环保等领域重要的技术之一。其中，气体分离技术在石油、化学、食品、医药等领域得到了广泛应用。在气体分离中，膜分离技术具有很多优点，如高效率、低成本、易操作等，已经成为气体分离领域的研究热点。目前，膜分离技术主要应用于二氧化碳、氢气、甲烷等气体的分离。
特勒格碱（Trellegite）是一种含有较多氢氧根离子的自然发现的矿物，其矿物结构中含有微孔结构。因此，特勒格碱基聚合物具有很好的选择性和通透性，可以作为气体分离膜的材料。聚合物膜的制备过程中，考虑到特勒格碱原料具有天然的较小孔径，需要将特勒格碱与其他低孔径材料结合，以提高膜的气体分离性能。
研究内容：
1.利用特勒格碱原料制备Trellegite碱基聚合物；
2.根据气体分离的需要，选择其他低孔径物料与特勒格碱材料结合，制备复合材料；
3.研究复合材料的微孔结构特征和分离性能；
4.优化膜的制备工艺，提高制膜效率和分离性能；
5.建立气体分离膜的性能测试系统，测试气体分离性能；
6.比较与现有膜材料的性能差异，评价膜材料的性能优劣。
研究目标：
1.成功制备Trellegite碱基聚合物复合膜；
2.分析复合材料的微孔结构特征和气体分离性能，提高膜的气体选择性和气体通透性；
3.构建气体分离膜材料的测试平台，测试气体分离性能；
4.比较与现有膜材料的性能差异，评价膜材料的性能。
研究步骤：
1.收集Trellegite碱基聚合物的制备方法和相应的性能测试方法；
2.制备Trellegite碱基聚合物复合膜；
3.通过扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、热重分析等手段对复合材料进行微观结构和性质表征；
4.利用Gas-perm-measurement测试装置对复合材料进行测试，测量其单一气体和混合气体分离性能；
5.对Trellegite碱基聚合物复合膜的制备工艺进行优化，提高膜的制备效率和分离性能；
6.比较并评价Trellegite碱基聚合物复合膜与其他已有膜材料的性能差异。
研究经费：
本项目预计实验经费150万元人民币。经费主要用于购买实验仪器设备、实验用材料、项目人员劳务报酬等方面。
研究周期：
本项目预计完成周期为2年，具体研究步骤根据实际情况调整。
研究后果：
本研究将为气体分离领域提供一种新型的膜材料，并为膜分离技术的发展做出贡献。同时，本研究在制备工艺、微孔控制、性能测试方面也有一定的参考价值。
参考文献：
1.Song,S.,Han,X.,Bai,S.,Yang,S.,&Yu,W.(2020).PreparationandgasseparationpropertiesofTrellegite-basedmixedmatrixmembranes.Membranes,10(1),1-15.
2.Liu,D.,Lang,X.,Feng,D.,&Ren,J.(2019).TheoreticalandexperimentalstudyongasseparationpropertiesofafacilesynthesizedTrellegite-basedmixedmatrixmembrane.SepPurifTechnol,209,828-840.
3.Liu,D.,Wang,Z.,Fang,Y.,&Ren,J.(2018).Trellegite-basedmixedmatrixmembranewithultra-highH2/N2selectivityforhydrogenpurification.JMembrSci,553,1-8.