1、炭膜是一種新型的炭基膜材料，它是由聚合物膜經(jīng)高溫炭化制備而成的。具有熱穩(wěn)定性高、化學穩(wěn)定性好、氣體滲透選擇性能高等優(yōu)點，在氣體分離領(lǐng)域，特別是小分子氣體分離方面具有廣闊的應(yīng)用前景。目前，所制備的炭膜主要是均質(zhì)炭膜，其對氣體的滲透系數(shù)較高，但由于傳質(zhì)厚度大，很難達到高的氣體滲透通量。本論文通過改變膜結(jié)構(gòu)減小傳質(zhì)厚度，達到提高膜氣體滲透通量的目的。
　　論文以Kapton型聚酰胺酸(PAA)為前驅(qū)體，采用干濕相轉(zhuǎn)化法制備具有不對稱結(jié)構(gòu)

2、的聚酰亞胺膜，再經(jīng)高溫炭化制備具有不對稱結(jié)構(gòu)的炭膜。探討了相轉(zhuǎn)化制膜工藝（鑄膜液濃度、蒸發(fā)時間、凝膠介質(zhì)、添加劑）和炭化工藝（炭化溫度、炭化時間）等因素對不對稱炭膜結(jié)構(gòu)和氣體分離性能的影響。并采用SEM、XRD、色譜等手段對不對稱炭膜的形態(tài)結(jié)構(gòu)和性能進行表征。研究表明:
　　1、采用干濕相轉(zhuǎn)化法可以制備出具有高滲透通量的不對稱聚酰亞胺基炭膜。相轉(zhuǎn)化制膜工藝對所制備不對稱炭膜的微結(jié)構(gòu)及氣體分離性能有較大的影響。增大鑄膜液濃度能夠提高

3、不對稱炭膜的分離選擇性，但氣體滲透通量降低;控制適宜的預(yù)蒸發(fā)時間有利于制備具有高通量、高分離選擇性的不對稱炭膜。凝膠介質(zhì)的選擇對制備高性能不對稱炭膜十分關(guān)鍵，以添加10％DMAc的水為凝膠介質(zhì)時，可以制備出具有良好分離性能的不對稱炭膜。添加劑PVP的含量越高不對稱炭膜的致密層厚度越大、大孔的數(shù)量越少、通量越低，添加劑PEG使鑄膜體系更趨向于瞬時相分離，使不對稱炭膜的孔隙率增加、孔徑變大、通量增加選擇性降低。
　　2、炭化工藝對不對