用于甲醇-碳酸二甲酯分離的中空纖維滲透汽化膜的制備.pdf

1、本論文研究了在涂膜液聚乙烯醇(PVA)-殼聚糖(CS)混合物中加入無機相如正硅酸乙酯(TEOS)、酸處理以及其他手段處理的多壁碳納米管(MWCNTs)，將其使用浸漬法涂膜的方式制成中空纖維滲透汽化膜，應用于滲透汽化分離甲醇(MeOH)/碳酸二甲酯(DMC)混合物，主要分為以下三個方面:
　　首先將TEOS溶于水后并使其水解，加入PVA-CS涂膜液中，通過浸漬法涂膜并以聚丙烯腈(PAN)為底膜制成PVA-CS-SiO2/PAN中空纖

2、維滲透汽化膜分離MeOH/DMC混合液。從掃描電鏡(FESEM)可以得知制得的中空纖維滲透汽化膜形貌完整，與底膜結合良好，沒有出現(xiàn)較為明顯的缺陷，能符合后續(xù)滲透汽化的實驗要求。從復合膜的XRD譜圖可以得知當加入無機相時聚合物的結晶度有一定程度的減小，這對膜的滲透汽化性能有一定的提高。在膜的滲透汽化性能中主要研究了涂膜液中聚合物比例、涂膜液濃度、涂膜次數(shù)以及無機相的濃度等條件下對滲透汽化性能的影響:當涂膜液中PVA:CS=70:30時膜的

3、滲透汽化性能較為優(yōu)良。當涂膜液濃度為2％時涂膜厚度較為適中，此時滲透通量與選擇因子為較優(yōu)值。當涂膜次數(shù)為兩次時膜的結構比較完好，膜厚度較為適中。當加入的無機相TEOS的含量為10％時滲透汽化性能相對優(yōu)異。之后研究了原料液濃度及溫度對滲透汽化性能的影響，結果顯示當料液溫度由30℃逐漸升高至60℃時滲透通量逐漸升高但選擇因子逐漸降低，并且在原料液溫度為40℃性能最優(yōu);當料液中MeOH濃度由10％逐漸增大至70％時通量逐漸增大，選擇因子也隨之

4、減小。
　　其次，將以酸處理過的MWCNTs作為無機相加入涂膜液中，研究制成的中空纖維膜對滲透汽化性能的影響。通過MWCNTs的紅外譜圖中可以看出在MWCNTs的表面成功出現(xiàn)了-COOH基團，有效增大了MWCNTs在溶液中的分散性以及親水性。通過復合膜的XRD圖譜可以得知當加入COOH-MWCNTs有效減小了膜的結晶度。通過研究了MWCNTs在涂膜液中的濃度得知當加入含量為2％時膜的滲透汽化性能較為優(yōu)異。之后研究了對膜進行熱處理的

5、溫度對滲透汽化性能的影響，研究得知當熱處理溫度升高時滲透通量減小而選擇因子上升。最后，通過研究原料液溫度與原料液濃度對滲透汽化的影響，性能變化與第一章具有相似的趨勢。
　　最后，通過原位聚合和離子交聯(lián)的處理方法對COOH-MWCNTs進行處理，由紅外譜圖以及Zata電位圖得知在MWCNTs表面成功接枝PAA基團及PEI基團，更為有效地增強了MWCNTs在溶液中的分散性。相較于前兩章的實驗結果，此處制得的滲透汽化膜分離性能較差，但因