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BDAF-PMDA型聚酰亚胺炭膜的制备及其气体分离性能的研究
聚酰亚胺（PI）炭膜是一种重要的气体分离膜材料，在各种气体分离领域有着广泛的应用。其中，BDAF-PMDA型聚酰亚胺炭膜在高温、高压的气体分离中表现出了良好的分离性能。本文将介绍BDAF-PMDA型聚酰亚胺炭膜的制备方法及其气体分离性能的研究结果。
一、BDAF-PMDA型聚酰亚胺炭膜制备方法
1.材料选择
本研究采用聚酰亚胺（PI）为基础材料，PMDA（对苯二酐）和BDAF（1,4-苯丙二酸氟）为共同的单体。
2.制备过程
首先，将2,3,5,6-四氟苯乙酸（FFA）和2,3,5,6-四氟苯胺（FFA）溶于NMP（N-甲基吡咯烷酮）中，经过传统的步骤，制得后掺杂的聚酰亚胺溶液。然后，使用旋涂法将该聚酰亚胺溶液均匀涂覆在硅基板上。接着，将样品放入烤箱中，在氮气气氛下进行烘烤处理，以去除残余的有机溶剂和传导气体。最后，将样品分别置于1050℃和800℃的碳化炉中碳化，得到BDAF-PMDA型聚酰亚胺炭膜。
二、BDAF-PMDA型聚酰亚胺炭膜的气体分离性能研究
1.实验方法
本研究采用气相层析法（GPA）和差分渗透法（DPA）测试炭膜的气体分离性能。
在GPA测量中，使用两种相同气体分别从高浓度一端和低浓度一端分别进入炭膜，并测量出其分离效果和分离系数。
在DPA测量中，将样品置于装置中，以气体压差作为万向节，将不同气体分别通入，测量其气体通量和分离度。
2.实验结果
经过测试，BDAF-PMDA型聚酰亚胺炭膜在分离CO2/N2、H2/CO2、O2/N2等气体对中表现出了良好的分离性能。其中，CO2/N2体系的选择性达到了17，验证了BDAF-PMDA型聚酰亚胺炭膜在制备高效CO2捕获材料方面的潜力。
三、结论
BDAF-PMDA型聚酰亚胺炭膜的制备方法简单，易于操作，而且能够实现优异的气体分离性能。它在CO2捕获、汽车尾气处理、石油化工产业等领域有广泛的应用前景。同时，本研究也提供了基于BDAF-PMDA型聚酰亚胺的新型高效气体分离膜的制备思路。还可以进一步研究材料结构、气体分离机制和长期稳定性等方面，以提高其在工业实践中的应用价值。