碳纳米管/聚氨酯杂化膜的原位聚合构建及气体渗透性能

采用h2so4/hno3混酸处理得到不同氧化程度的多壁碳纳米管（mwcnt-cooh），再通过与4，4'-二苯基甲烷二异氰酸酯（mdi）、1，4-丁二醇（bdo）的预聚和扩链反应构建碳纳米管/聚氨酯（mwcnt-cooh/pu）杂化膜。利用傅里叶红外光谱（ftir）、拉曼光谱（raman）和透射电子显微镜（tem）等分析表征多壁碳纳米管结构；探讨了多壁碳纳米管氧化程度和填充量对mwcnt-cooh/pu杂化膜的形貌和co2、n2渗透性能的影响。结果表明，混酸处理后的多壁碳纳米管带有一定的含氧基团，并随氧化程度的提高，多壁碳纳米管的拉曼光谱g峰和d峰的强度之比（id/ig）有所增大；氧化程度对多壁碳纳米管在溶剂和杂化膜中的分散性有较大影响，氧化程度越高，分散性越好；杂化膜的co2、n2渗透性及co2/n2渗透选择性随多壁碳纳米管氧化程度的增加有所增大，而随多壁碳纳米管填充量的增加表现出先增大后减小的趋势，当氧化程度较高的多壁碳纳米管（h-mwcnt-cooh）填充量为1.0wt%时，h-mwcnt-cooh/pu杂化膜的co2渗透系数为67.8barrer，co2/n2渗透选择性可达45，表明适量填充mwcnt-cooh能显著提高mwcnt/pu杂化膜的co2渗透性及co2/n2的渗透选择性。