专利名称：一种用于调控炭膜气体分离性能的磁场装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于调控炭膜气体分离性能的磁场装置，属于化学工程学科中的传质与分离装置领域。
背景技术：
炭膜是一种高效、节能、操作方便、耐热、耐腐蚀、使用寿命长及分离性能高的多孔无机分离膜，在很多领域都有巨大潜在应用前景。炭膜通常是以聚合物为前驱体，经历制膜液配置、固化成膜及炭化三个阶段获得的。研究表明炭膜的分离性能与制备过程中的很多因素都有关:包括前躯体材料，炭化条件及制膜方法。可以通过向前躯体中掺杂或引入易挥发的小分子或易分解的有机物、侧链或悬挂官能团、无机粒子或无机盐等方法改善炭膜的气体分离性能。另外，近来的研究发现制膜液在固化成膜过程的因素控制对最终炭膜的气体分离性能有显著的影响。这些因素有温度、湿度、非溶剂添加剂、溶剂种类、及干燥方式等。通过研究发现聚合物或其与磁性粒子复合物所衍生得到的炭膜，在固化成膜阶段中经外加磁场干扰可对最终炭膜的气体分离性能产生显著影响。
发明内容发明目的:本实用新型的目的是为了提供一种安全、可靠、实用、有效的用于调控炭膜气体分离性能的磁场装置，以解决调控炭膜气体分离性能、功能化制备及在特定领域应用的问题。技术方案:一种用于调控炭膜气体分离性能的磁场装置，用于制备炭膜过程中的固化成膜阶段，其特征在于:该装置包括冷却水管、线圈、稳压恒流器、加热器、支架、成膜台、温控器、水平仪及制膜液；支架为圆形，分成相连接的上下两部分，下部分圆形中心处连接一成膜台，支架上下两部分都放置有线圈及冷却水管；紧贴线圈的冷却水管有进水口和出水口 ；线圈两端通过导线连接到稳压恒流器；稳压恒流器和导线构成稳压恒流系统；成膜台表面设有水平仪，内嵌热电偶，下连加热器；热电偶和加热器连接到温控器；制膜液置于成膜台上。所述的制膜液形状为平板状、管状或中空纤维状中的一种。优点及效果:本实用新型提出了一种用于调控炭膜气体分离性能的磁场装置，具有如下优点和有益效果:本实用新型应用在炭膜制备过程中，可以实现通过外加磁场对炭膜的气体分离性能进行调控目的。用磁场控制炭膜制备过程中的固化成膜阶段可以实现安全、可靠、实用、有效且效果显著，易于在制备炭膜上进行大规模推广。能有效地实现炭膜的功能化制备及在特定领域的应用等，为气体分离炭膜的推广应用与工业化起到促进作用。
:图1为本实用新型结构示意图。[0013]图2为本实用新型的支架俯视图。图中:1.冷却水管，2.线圈，3.稳压恒流器，4.加热器，5.支架，6.成膜台，7.温控器，8.水平仪，9.制膜液，10.热电偶。
具体实施方式
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以下结合附图对本实用新型做进一步的说明，但本实用新型的保护范围不受实施例的限制。本实用新型涉及一种用于调控炭膜气体分离性能的磁场装置，用于制备炭膜过程中的固化成膜阶段，实现最终对炭膜气体分离性能的有效调控，其特征在于:如图1中所示，该装置包括冷却水管1、线圈2、稳压恒流器3、加热器4、支架5、成膜台6、温控器7、水平仪8及制膜液9 ;支架5为圆形，分成相连接的上下两部分，下部分圆形中心处连接一成膜台6，用于炭膜制备过程中的固化成膜，支架上下两部分都用于放置线圈2及冷却水管I ;紧贴线圈2的冷却水管I有进水口和出水口，使得线圈通电产生磁场时及时降低线圈的热量，维持磁场的稳定；线圈两端通过导线连接到稳压恒流器3 ;稳压恒流器3和导线构成稳压恒流系统；如图2中所示，支架5中心的成膜台6表面设有水平仪8，成膜台6内嵌热电偶10，成膜台6下部连接加热器4 ;热电偶10和加热器4连接到温控器7 ;制膜液9置于成膜台6上。所述的固化成膜阶段是炭膜制备过程中的制膜液9配置、固化成膜及炭化三个阶段之一。所述的制膜液9形状为平板状、管状或中空纤维状中的一种。本实用新型的工作原理如下:在炭膜制备时的固化成膜阶段采用磁场控制炭膜前驱体的微观结构及制膜液的状态，应用时直接将制膜液置于磁场装置中的成膜台上，控制加热器温度及磁场强度，即可完成固化成膜。再经炭化便可得到炭膜。实现了方便调控炭膜气体分离性能的目的。本实用新型工作时:炭膜制备过程分为制膜液配置、固化成膜及炭化三个阶段。本装置是通过控制固化成膜阶段对最终炭膜的气体分离性能进行调控。确保支架5牢固稳定后，向冷却水管I内通入自来水，分别通过稳压恒流器3、温控器7与加热器4，分别控制线圈2产生的磁场强度及成膜台6温度，经过水平仪8将成膜台6调至水平。将制膜液9置于此磁场装置中的成膜台6上，经溶剂蒸发和固化成膜后得到炭膜的前驱体膜，再经真空或者惰性气体气氛下的高温炭化，获得炭膜。本实用新型采用的磁场强度在5 1000 Gs之间，制膜液的形状为平板状或管状或中空纤维状。利用本实用新型与未采用本实用新型得到炭膜的气体分离数据如表I。表I炭膜气体分离性能的数据
权利要求1.一种用于调控炭膜气体分离性能的磁场装置，用于制备炭膜过程中的固化成膜阶段，其特征在于:该装置包括冷却水管(I)、线圈(2)、稳压恒流器(3)、加热器(4)、支架(5)、成膜台(6)、温控器(7)、水平仪(8)及制膜液(9);支架(5)为圆形，分成相连接的上下两部分，下部分圆形中心处连接一成膜台(6)，支架上下两部分都放置有线圈(2)及冷却水管(I);紧贴线圈(2)的冷却水管(I)有进水口和出水口 ；线圈两端通过导线连接到稳压恒流器(3);稳压恒流器(3)和导线构成稳压恒流系统；成膜台(6)表面设有水平仪(8)，内嵌热电偶(10)，下连加热器(4);热电偶(10)和加热器(4)连接到温控器(7);制膜液(9)置于成膜台(6)上。
2.如权利要求1所述一种用于调控炭膜气体分离性能的磁场装置，其特征在于:所述的制膜液(9)形状为平板状、管状或中空纤维状中的一种。
专利摘要本实用新型涉及一种用于调控炭膜气体分离性能的磁场装置，包括支架，支架为圆形，分成相连接的上下两部分，下部分圆形中心处连接一成膜台，支架上下两部分都用于放置线圈及冷却水管；紧贴线圈的冷却水管有进水口和出水口；线圈两端通过导线连接到稳压恒流器；稳压恒流器和导线构成稳压恒流系统；成膜台表面设有水平仪，内嵌热电偶，下连加热器；热电偶和加热器连接到温控器；制膜液置于成膜台上。本实用新型可以实现安全、可靠、实用、有效且效果显著，易于在制备炭膜上进行大规模推广；能有效地实现炭膜的功能化制备及在特定领域的应用等，为气体分离炭膜的推广应用与工业化起到促进作用。
文档编号B01D67/00GK202983530SQ20122071336
公开日2013年6月12日 申请日期2012年12月21日 优先权日2012年12月21日
发明者张兵, 王同华, 吴永红, 李琳 申请人:沈阳工业大学, 大连理工大学