亲疏水性CuBTC/PVDF复合膜应用于膜蒸馏抗油实验

发布时间：2024-03-13 20:30

　　采用水热法合成亲水性的CuBTC金属有机骨架(MOFs)颗粒,采用聚乙烯醇(PVA)作为黏合剂,用抽滤的方法将CuBTC颗粒附载在聚偏氟乙烯(PVDF)膜上,之后用戊二醛(GA)对PVA进行交联,制备出表层亲水、底层疏水的CuBTC/PVDF复合膜。通过场发射电子显微镜、比表面积及孔径分析仪、接触角测量仪、孔径分析仪、X射线衍射仪等对CuBTC颗粒和不同CuBTC含量的复合膜的表面特征、结构形态和稳定性进行了表征。结果表明,CuBTC颗粒有着较大的比表面积和孔容,CuBTC颗粒可以牢固地抽滤在PVDF膜表面,热稳定性高且有较好的柔韧性。与抽滤前的PVDF膜相比,随着CuBTC颗粒的增多,膜厚度有所增加,孔径和孔隙率有所减小,但对其膜蒸馏膜通量的影响不大,且在CuBTC含量在0.6 g时表现出较好的性能。在以1 g/L原油和35 g/L氯化钠混合溶液为进料液对原膜和复合膜进行直接接触膜蒸馏抗油污实验,发现原膜很快被油污染堵塞毛孔,而复合膜具有良好的抗油污染能力,可以进行长期的膜蒸馏实验。

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【部分图文】：

图1CuBTC颗粒和CuBTC/PVDF复合膜的制备机理图

首先制备2%(质量)PVA水溶液：将PVA颗粒加入到去离子水中，加热到95℃，搅拌至充分溶解，冷却待使用；之后将不同质量(0.2、0.4、0.6和0.8g)CuBTC颗粒加入到400mlEtOH中，同时加入4ml的PVA水溶液，超声振动至均匀状态；最后将上述溶液倒入已经装....

图2原油液滴粒径分布

往2L去离子水中加入70gNaCl，搅拌直至结晶完全溶解得到35g/L的NaCl溶液，将2g原油加入到配制好的NaCl溶液中，调整剪切乳化机转速至5000r/min,53℃下持续搅拌30min即可得到1g/L的含油高盐溶液。用激光粒度仪测得油滴粒径分布如图2所示。....

图3直接接触式膜蒸馏装置示意图

实验室自制直接接触式膜蒸馏装置流程图如图3所示。将35g/L的NaCl溶液和1g/L原油在53℃、5000r/min下加热搅拌30min后形成均匀的含油高盐溶液，将溶液作为进料侧溶液(红色部分)，去离子水作为渗透侧溶液(蓝色部分)，并用恒温水浴槽保持两侧的温度分别为53℃和....

图4CuBTC自组装过程

PVA具有大量的羟基活性官能团，可以与含有醛基的二醛类物质发生缩醛化反应，可以实现PVA的有效交联。图5是PVA和戊二醛交联原理图，PVA在一定温度下具有水溶性，通过戊二醛的交联，生成的产物化学性质稳定，可以有效实现PVA的固化[32-33]。图5PVA和GA交联原理

本文编号：3927533