论文部分内容阅读
自从α-环糊精(α-CD:α-Cyclodextrin)分子管道被报道以来,其独特的分子结构引起了人们广泛的关注。然而,目前对环糊精分子管道的研究大多集中在制备方法的改进,其与客体分子的组装包结、组装机理以及通过包结构建超分子结构等方面,鲜有相关的应用研究报道。近年来,环糊精及其衍生物常被引入渗透汽化膜中,用于提高膜对多种同分异体系的分离选择性,基于此本论文首先制备了a-CD分子管道,并尝试将其引入到高分子膜中,探索其在二甲苯异构体渗透汽化分离方面的应用研究。本文首先通过G-CDs和聚氧乙烯二胺(PEG-BA)自组装形成准聚轮烷,然后用2,4-二硝基氟苯与其反应,封端形成聚轮烷,再经环氧氯丙烷交联、碱处理去封端得到a-CD分子管道,并将透析与开放式凝胶层析系统结合,尝试用于终产物—a-CD分子管道的纯化。通过XRD、TGA、1H NMR、13C CP/MAS NMR等方法对中间产物及终产物进行相关结构分析和表征,证实α-CD分子管道结构被成功制备。选用壳聚糖(CS:Chitosan)作为基膜,向其中分别添加α-CDs和α-CD分子管道,以聚丙烯腈超滤膜作为支撑层,采用流延法制备了两类含环糊精渗透汽化膜：α-CDs/CS膜、α-CD分子管道/CS膜。所制备的膜用FTIR、SEM和溶胀实验进行了表征后,通过渗透汽化实验,考察了两类共混膜对对二甲苯／邻二甲苯(PX/OX)体系的分离性能。探讨了a-CDs及a-CD分子管道添加量、料液组成对渗透汽化性能的影响,结果表明：(1)向CS膜中引入环糊精结构,可明显改善膜的分离性能,尤其是环糊精聚合物—α-CD分子管道,a-CD分子管道/CS膜在分离性能和稳定性上均好于α-CDs/CS膜。(2)随着PX/OX体系中PX含量从10wt.%增加到30wt.%,α-CD分子管道添加量为20wt.%的共混膜对该体系的分离因子αP/O从1.45增加到1.85,通量从70.9g/m2h降低到43.8g/m2h。借助于溶解-扩散模型可解释渗透汽化实验。