近几十年来,氢气作为一种高质量的可再生能源载体,在全球范围内重新获得了越来越多的关注,这主要是由于燃料电池的进步以及人们对环境问题的日益关注。目前,化石资源的蒸汽转化是生产 H2 的主要途径。但这一工艺的缺点是会产生大量温室气体,包括作为副产品的二氧化碳。在过去的几十年里,膜分离技术有了长足的发展、突破和进步,可以成为实现廉价和高纯度 H2 的关键组成部分。然而,只有少数膜材料能够承受通过蒸汽转化生产 H2 的苛刻条件。基于聚苯并咪唑(PBI)的膜显示出突出的化学、热和机械稳定性,以及高内在 H2/CO2 选择性。本综述旨在概述基于 PBI 的结构改性、交联、混合基质和中空纤维膜的较新发展,以开发适用于工业的 H2 选择性膜。由于其出色的尺寸稳定性,PBI 塑料可用于精密仪器制造,确保仪器精度。浙江PBI星轮片现货直发

交联:通过增强链刚度和减少自由体积,交联可以改变聚合物的纳米结构,提高其尺寸吸收能力,而不会明显影响 H2 的渗透性,尤其是在高温条件下。在温和条件下将 m-PBI 薄膜浸泡在对苯二甲酰氯溶液中不同时间,以获得不同程度的交联,从而开发出多种交联膜(图 9a)。在略微降低 H2 渗透性的同时,交联改性降低了 CO2 吸附性,从而较大程度上提高了 H2/CO2 选择性(a)对苯二甲酰氯交联 m-PBI 的拟议反应机理。(b) m-PBI 和使用对苯二甲酰氯交联 6 小时(XLPBI-6H)的 m-PBI 在不同温度下的 H2/CO2 分离性能;数据点从左到右依次为 35、100、150 和 200℃。(c) PBI-H3PO4 复合物的拟议质子转移和氢键。采用类似的方法,以 1,3,5-三(溴甲基)苯为交联剂,对 m-PBI 薄膜进行化学交联。膜交联了 24 小时,通过改变交联剂的浓度实现了不同程度的交联。研究发现,增加交联度会降低自由体积,从而明显降低二氧化碳的溶解度和扩散度,而 H2 的渗透率只略有下降。浙江PBI星轮片现货直发在体育用品制造中,PBI 塑料用于制造高级球拍等,提升产品性能。

PBI 可以牢固地粘附在钢、不锈钢、铝、铜、镍铬、玻璃、陶瓷和塑料上。PBI 涂层具有很强的耐热性和耐化学性。PBI 将提供电绝缘和耐磨性。PBI溶液可制成单独薄膜和微孔中空纤维膜,用于PEM电池、超滤、纳滤、气体分离、有机化学渗透汽化脱水以及正向和反向渗透。水对 PBI 的影响:暴露在潮湿环境中的无约束 PBI 试样会吸附水分(有约束则不会)。在许多情况下,吸附水分的影响很小,使用时也不会被注意到;但在某些情况下,吸附水分是一个必须考虑的因素。用户应注意湿气对 PBI 部件物理性能的三种不利影响:尺寸变化、开裂/起泡和强度下降。
本综述试图及时汇编所有这些信息,以全方面介绍 PBI 膜作为 H2/CO2 分离技术的当前可行性。H2/CO2 分离机制:气体分子通过致密聚合物膜的传输是通过溶液扩散模型来描述的(图 2d)。根据该机制,渗透气体在进料端溶解到膜中,扩散穿过膜,并在渗透端回收。渗透性被定义为溶解性和扩散性的乘积;因此,分离 H2 和 CO2 的选择性 αH2/CO2 分别表示为 H2 和 CO2 渗透性(PH2 和 PCO2)的比率。其中 DH2/DCO2 表示扩散选择性,αH2/CO2D 和 SH2/SCO2 表示溶解选择性 αH2/CO2S。因此,扩散性和溶解选择性的组合决定了总体选择性。PBI塑料的单体改性和聚合物主链改性可改善其性能。

“未固化”层压板(图 9)采用高压固化,所需时间和/或温度较低,可形成牢固的层压板。DMTA 测定的 8000g mol^(-1) 活性 PBI 和 20000g mol^(-1) PBI 的未固化 Tg 值分别为 379℃ 和 378℃。8000g mol^(-1) PBl 的 tan δ 峰幅度较大,这可能是由于低分子量聚合物的链流动性较大。两种“未固化”PBl 样品在橡胶平台区后模量均有所增加,这可能是由于固化所致。8000g mol^(-1)固化层压板的tanδ峰值比20000g mol^(-1)固化PBl的tanδ峰值高8℃(Tg为461℃ 对453℃)。更高的Tg可以解释8000g mol^(-1)“活性”PBl的优异高温性能,8000g mol^(-1)PBI的tanδ峰值较小可能是由于该样品的交联密度较高。在半导体制造中,PBI 塑料用于制造承载晶圆的器具,确保生产精度。浙江PBI无油轴套厂家直销
PBI塑料的原料具有一定的毒性,需严格安全措施。浙江PBI星轮片现货直发
PBI对钢的滑动磨损:PAI 系统在所有后固化温度下都表现出明显高于 PBI 系统的比磨损率 wS。PAI_180 的磨损率较高,而 PBI_280 的磨损率较低,为 2.18 x 10^(-07) mm³/Nm。与之前的测试(网格切割、划痕)类似,随着较终固化温度的提高,PBI 涂层的耐磨性也得到了改善。在所有情况下,PBI 涂层的摩擦系数也略优于 PAI 涂层。磨料磨损:正如预期的那样,磨料颗粒尺寸越小,特定磨料磨损率越低。在这里,无论较终固化温度如何,PBI 涂层和 PAI 涂层之间都没有明显差异。浙江PBI星轮片现货直发
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