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亲和膜分离技术是一种全新的分离技术。本文主要研究为以聚砜为起始成膜材料,通过氯甲基化-酰亚胺化化学改性,合成得到新型的邻苯二甲酰亚胺化聚砜成膜材料,利用相转化法制备邻苯二甲酰亚胺化聚砜/聚砜共混亲和膜,研究其对苯酚、对硝基苯酚等酚类化合物的吸附性能。
首先以氯化锌为催化剂,氯甲基醚为氯甲基化试剂,通过Friedel-Crafts亲电取代反应,将成膜基质材料聚砜转变为氯甲基化聚砜,佛尔哈德法测定其氯含量。然后在此基础上以邻苯二甲酰亚胺钠盐为亲核试剂,进一步通过Gabriel亲核取代反应,合成得到邻苯二甲酰亚胺化聚砜,克达尔定氮法测定其氮含量。实验分别确定聚砜氯甲基化和酰亚胺化的最佳改性反应条件,并利用红外光谱表征合成产物的化学结构。实验表明,氯甲基化反应的最佳反应条件:二氯甲烷作为反应溶剂;催化剂氯化锌的用量为1.0 g。亲核取代反应的最佳反应条件:亲核反应溶剂选用二甲基甲酰胺;反应温度为80℃;反应时间为10 h。
邻苯二甲酰亚胺化聚砜与聚砜进行溶剂共混通过相转化法制备得到邻苯二甲酰亚胺化聚砜/聚砜共混亲和膜。调节铸膜液中聚合物的总浓度和共混质量比、添加剂的相对分子质量和用量等热力学条件,可在较大范围内改变膜的结构性能。所制备的共混亲和膜具有良好的机械强度和结构性能,其对苯酚和对硝基苯酚的静态吸附实验结果表明,苯酚和对硝基苯酚的初始浓度越高,亲和膜对其的吸附量就越大;随着吸附温度升高,共混亲和膜对苯酚和对硝基苯酚的吸附量也增加;亲和吸附行为符合Freundlich等温方程。