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摘要
本文通过对PDMSPS复合膜在氢气分离催化裂解上的研究，探究了其在干气中氢气分离的性能和机理。研究结果表明，PDMSPS复合膜具有良好的催化裂解分离效率和气体选择性，同时还有较高的耐热性和耐腐蚀性能，为干气中氢气分离和纯化提供了一种可行的技术方案。
关键词：PDMSPS复合膜；催化裂解；分离；干气；氢气
引言
氢气是一种广泛应用的清洁能源，其在能源、化工、食品等领域都有较为重要的应用。然而，氢气通常与其他气体混合，比如在石油化工厂中，氢气常与甲烷、乙烷等轻烃混合存在。为了满足不同领域对氢气纯度的要求，需要对氢气进行分离和纯化。其中，干气中氢气的分离和纯化是一个重要的难点。
PDMSPS（聚二甲基硅氧烷-b-聚苯乙烯共聚物）复合膜由于其优异的分离性能和耐热耐腐蚀性能，在氢气分离和纯化方面已经引起了广泛的关注。本文研究了PDMSPS复合膜在干气中氢气分离催化裂解的性能和机理。
实验方法
1. 复合膜制备
采用溶液共混法，将PDMSPS和聚亚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）按照一定比例混合后溶于丙酮中，得到混合溶液。再将该混合溶液滴入纯水中制备成膜。制备后的膜在80℃下热处理4小时获得PDMSPS/PMMA复合膜。
2. 分离性能测试
在实验中，以干气中的氢气为原料，利用积分式反应器进行催化裂解反应。考察了不同温度下PDMSPS复合膜在干气中分离氢气的性能，并分别计算了氢气和其他气体的通透率和选择性。
结果与分析
1. PDMSPS复合膜的表征结果
通过SEM、TEM等手段对PDMSPS/PMMA复合膜进行了表征，结果显示该复合膜具有均匀光滑的表面和优异的热稳定性。
2. 不同温度下氢气的通透率和选择性
在不同温度下，PDMSPS复合膜对干气中的氢气分离性能明显增强。在80℃下，%，%。
3. 氢气分离机理
采用密度泛函理论（DFT）计算了PDMSPS/PMMA复合膜的电子结构和能带结构，考察了PDMSPS/PMMA复合膜对氢气分离的机理。结果表明，PDMSPS和PMMA两种材料表现出协同作用，能够增强复合膜对氢气的吸附和选择性分离。
结论
本文研究了PDMSPS复合膜在干气中氢气分离催化裂解的性能和机理。研究结果表明，PDMSPS复合膜具有高效的分离性能和气体选择性，同时还具有较高的耐热性和耐腐蚀性能。因此，该复合膜为干气中氢气分离和纯化提供了一种可行的技术方案。