● 摘要
多孔炭膜的孔结构对其性能起着决定性的影响。孔结构调控是根据用途和应用领域的特定要求来确定、调节、控制膜的孔结构，生产出具有特定孔尺寸的多孔炭膜。本文合成了热塑性酚醛树脂，并进行去除反应中过量产物、低分子量初聚体以及反应溶剂，并利用相分离的方法对合成树脂进行分子量分割，制备出具有不同分子量以及窄分子量分布的酚醛材料。利用提纯、分子量细化的树脂，通过炭化和活化，制备出不同孔结构的炭膜，利用调控前驱体树脂，来调控孔结构，并利用红外、GPC、扫描电镜、喇曼光谱、碘吸附以及低温氮吸附、氩吸附等分析和表征手段进行表征和验证。研究了涂覆工艺、涂覆次数，涂覆液浓度、固化反应条件、炭化、活化升温速率、恒温时间、活化温度、活化通量等对成膜结构和性能的影响。研究发现，通过去除树脂中的游离酚，使得炭膜的孔结构由多分布变成了单分布微孔结构；低分子量前驱体制备的炭膜具有发达的孔结构，主要以微孔为主，含有少量的中孔结构；高分子量前驱体制备的炭膜为微孔炭膜。不同炭膜的喇曼光谱分析表明，炭膜的孔结构和其中的石墨微晶结构没有直接相关性。