【摘 要】
：
通过物理共混法,以聚偏氟乙烯(PVDF)作为支撑层,将新型金属-有机框架材料Zn(BDC)(TED)0.5填充到聚二甲基硅氧烷(PDMS)中作为分离层,制备了混合基质渗透汽化膜,用以分离水中的醇类(乙醇或正丁醇).采用SEM、FTIR、XRD、DSC、接触角测试等对膜化学组成及其微结构进行系统表征,并测定膜的渗透通量以及分离因子.通过调控刮膜厚度和Zn(BDC)(TED)0.5填充量来控制分离层的
【机 构】
：
北京理工大学化工与环境学院,北京,100081
论文部分内容阅读
通过物理共混法,以聚偏氟乙烯(PVDF)作为支撑层,将新型金属-有机框架材料Zn(BDC)(TED)0.5填充到聚二甲基硅氧烷(PDMS)中作为分离层,制备了混合基质渗透汽化膜,用以分离水中的醇类(乙醇或正丁醇).采用SEM、FTIR、XRD、DSC、接触角测试等对膜化学组成及其微结构进行系统表征,并测定膜的渗透通量以及分离因子.通过调控刮膜厚度和Zn(BDC)(TED)0.5填充量来控制分离层的厚度和性能,研究探索渗透汽化膜的材料-微结构-分离特性之间的内在关系,以期为高性能优先透醇渗透汽化膜的制备提供理论指导和技术支持.研究表明：Zn(BDC)(TED)0.5的引入使膜的水接触角从112.7°提高到147°,而其乙醇接触角从47.2°降低到12.1°,增强膜对水中醇类组分的选择溶解性；同时,具有疏水性孔道(4.8(A)×3.2(A))的Zn(BDC)(TED)0.5可在膜内构筑低能垒的传递通道以实现醇类的高效传递.当刮刀高度为160μm,Zn(BDC)(TED)0.5填充量为10.0 wt％时,对40℃下的5wt％乙醇/丁醇水溶液,其分离因子和通量分别最高可达10.57、285.89 g m-2·h-1和26.30、746 g m-2 h-1.
其他文献
采用浸渍-提拉法在多孔氧化铝表面涂覆一层聚乙烯醇(PVA)有机修饰层,并通过化学镀法在经过PVA修饰的载体表面制备钯膜.利用高温热处理过程能够将钯复合膜中PVA修饰层完全移除.利用扫描电子显微镜(SEM)和电子能谱(EDX)对钯复合膜的形貌、结构和表面元素分布进行了分析,并在623 K-773 K范围内对所制备的钯复合膜进行气体渗透测试.研究结果表明,多孔氧化铝载体经PVA修饰后,表面平整、光滑,
炭膜由聚合物前驱体在真空或惰性气氛中高温热解而得,具有丰富的狭缝型双峰孔结构,克服了传统聚合物膜气体渗透性能低的问题.但是渗透性和选择性之间的trade-off关系仍使炭膜的应用面临挑战,如何在保证选择性的同时最大限度的提高炭膜的气体渗透性能,成为研究者关注的热点.本文自主合成了一种新型的刚性、高自由体积的聚合物前驱体材料一含酚羟基共聚聚酰亚胺(BAF∶BAHF(1∶1)-6FDA),并成功将其应
本文选用聚醚共聚酰胺(Pebax)和1-乙基乙基醚-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐([EOEmim][Tf2N])为膜材料,乙醇水为溶剂,通过流延成膜法制备Pebax/[EOEmim][Tf2N]共混膜.FTIR和XRD分析结果表明：[EOEmim] [Tf2N]的引入,破坏了Pebax链段间原有的氢键,造成共混膜结晶度的降低；随着[EOEmim] [Tf2N]质量分数的增加,N2、CH4、H2和
气体膜分离技术作为膜科学与技术的重要分支，以其“经济、便捷、洁净、高效节能”的技术特点，被认为是继“深冷分离”和“变压吸附分离”之后，当今世界最具有发展前景的第三代新型气体分离技术.近年来，由聚合物膜在较低的温度下热解所制备的一种新型的低温热解气体分离膜引起了人们的极大关注.低温热解膜兼具了聚合物膜良好的机械性能和炭膜高气体渗透性能的特点，克服了聚合物膜渗透性能低、易塑化，炭膜质脆、机械强度差等问
深入研究气体在炭膜内的吸附过程,对推导气体在炭膜内的渗透分离机制与优化炭膜气体分离性能有重要意义.本文以CO2、N2、O2、CH4四种气体为吸附质,研究600℃/700℃/800℃炭化的Kapton型聚酰亚胺基炭膜的气体吸附过程,旨在探究炭膜气体吸附遵循的机制,确定控制气体渗透过程的步骤.采用容量法吸附装置进行实验,得到常温下气体的吸附等温线与吸附动力学曲线.结果 显示,炭膜对四种气体的吸附量大小
炭膜是一种由含碳物质经高温热解制备而成的炭基膜材料,具有良好的热和化学稳定性、优异的气体渗透性和分离选择性.然而,纯炭膜质脆、易碎,限制其产业化应用.石墨烯是一类具有二维网格状片层结构的新型纳米碳材料,具有独特的单分子层二维平面结构,良好的柔韧性和机械性能,被认为是一种最理想的膜材料.为了结合炭膜和石墨烯的优势,以聚酰胺酸(PAA)和氧化石墨烯(GO)为炭膜前驱体,利用二维纳米片为基元构建形成了具
从合成气(主要是CO2和H2)中高效分离CO2应用广泛.与其它分离方法相比，膜分离具有耗能低、占地面积少和操作方便等优点，因此膜分离CO2技术引起了研究者们的广泛关注，但是膜高压下的CO2/H2选择透过性能需要进一步提高.混合基质膜广泛用于CO2分离，为进一步提高其高压下的CO2/H2选择透过性能，我们利用线性聚合物和改性蒙脱石制备了一种具有贯通通道的混合基质膜[1]，制备工艺如下.首先，将一种线
离子液体作为一种绿色溶剂,可有效地代替有机溶剂,但其价格昂贵,阻碍了它的广泛应用,因此有必要对其进行有效回收.本文提出采用真空膜蒸馏(VMD)对高浓度的氯化(1-丁基-3-甲基咪唑)([Bmim]C1)水溶液进行分离浓缩.膜蒸馏实验采用自制的CF4疏水改性PAN膜,考察了疏水改性膜的化学稳定性和VMD分离性能,结果表明疏水改性膜具有良好的化学稳定性和较高的VMD通量和截留率.在此基础上,实施了四种
聚乙烯醇(PVA)具有高的亲水性和易成膜等优点使其成为被广泛应用的亲水膜材料。但是，由于PVA在水中极易溶胀甚至水解，因此，必须要对PVA进行相关改性处理，通常的改性方法有化学改性、热改性和添加无机粒子改性。本研究采用化学交联和共混相结合的方法，以离子液体固载凹土(ATP-PILs)为无机填料，添加到PVA溶液中，并以琥珀酸为交联剂，制成具有催化特性的渗透汽化膜。结果 表明：随着ATP-PILs的
用静电纺丝制备聚偏氟乙烯(PVDF)纳米纤维膜,考察了不同的推注速度对膜结构与性能的影响.以最优的PVDF纳米纤维膜为基膜,通过在其表面先覆盖二氧化钛(TiO2),再覆盖全氟十二烷基三氯硅烷(FTCS)进行改性,得到超疏水纳米纤维膜,再对其进行接触角、扫描电子显微镜(SEM)等相应的表征,并在直接接触式膜蒸馏(DCMD)系统上进行性能评价.结果 表明,在较小的纺丝液推注速度条件下,制备的纳米纤维膜