高交联温度下聚二甲基硅氧烷/聚醚砜渗透汽化复合膜的制备及性能研究
发布时间：2021-07-17 08:58
以聚醚砜（PES）平板多孔膜为支撑层,聚二甲基硅氧烷（PDMS）膜为分离层,在高温交联条件下制备了PDMS/PES渗透汽化复合膜。用扫描电镜对复合膜形貌进行了表征,复合膜表面平整、致密,分离层与支撑层外表面结合紧密。研究了PDMS质量分数对膜产生最高衍射峰时对应的2θ值、水与乙醇的接触角以及以10%（质量分数）乙醇水溶液为料液,30℃下复合膜渗透汽化分离性能的影响。结果表明:随着PDMS含量的增加,产生最高衍射峰时对应的2θ值先增大后减小。当PDMS含量为15%（wt,质量分数,下同）时,PDMS/PES复合膜有良好的疏水性和亲醇性,PDMS/PES复合膜的分离因子最大,最大值为4.60,对应的渗透通量为10325.54g/（m2·h）,分离指数出现最大值为47483.02。因此,15%PDMS条件下制备的PDMS/PES复合膜综合性能最好。
【文章来源】：化工新型材料. 2017,45(11)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
图２ＰＤＭＳ／ＰＥＳ复合膜（ａ）和ＰＥＳ支撑层膜（ｂ）的ＸＲＤ谱图
一个衍射峰。图２ＰＤＭＳ／ＰＥＳ复合膜（ａ）和ＰＥＳ支撑层膜（ｂ）的ＸＲＤ谱图图３显示了在２θ＝１１～１３°之间，ＰＤＭＳ含量对于产生最高衍射峰时对应的２θ值的影响。由图可知，ＰＤＭＳ含量从１５％增加到２５％，２θ值逐渐增大，根据布拉格方程２ｄｓｉｎθ＝ｎλ，分子链间距逐渐减小，膜越来越致密，疏水性逐渐减弱；ＰＤＭＳ含量从２５％增加到３５％，２θ值逐渐减小，分子链间距逐渐变大，膜越来越疏松，疏水性逐渐增强。图３ＰＤＭＳ含量对于产生最高衍射峰时对应的２θ角度值的影响（２θ＝１１～１３°）２．３接触角分析图４显示了ＰＤＭＳ含量对于水和乙醇在ＰＤＭＳ／ＰＥＳ复合膜表面接触角大小的影响。由图可知，随着ＰＤＭＳ含量的增加，水在ＰＤＭＳ／ＰＥＳ复合膜表面的接触角值先减小后增大，疏水性先减弱后增强，此规律与图３结论正好一致。当ＰＤＭＳ含量为３０％时，水在ＰＤＭＳ／ＰＥＳ复合膜表面的接触角最小，为９６．６２°。当ＰＤＭＳ含量为１５％时，有最大值，为１１０．１３°，说明膜表面的疏水性达到最好水平。随着ＰＤＭＳ含量的增加，乙醇在ＰＤＭＳ／ＰＥＳ复合膜表面的接触角值先增大后减小，当ＰＤＭＳ质量分数为３０％时，有最大值３０．１２°。当ＰＤＭＳ含量为１５％时，有最小值２６．２３°。当ＰＤＭＳ含量为１５％，水在ＰＤＭＳ／ＰＥＳ复合膜表面的接触角值最大，乙醇在ＰＤＭＳ／ＰＥＳ复合膜表面的接触角值最·４７·
化工新型材料第４５卷小，因此，说明１５％ＰＤＭＳ制备的ＰＤＭＳ／ＰＥＳ复合膜的疏水性和亲醇性最好。图４ＰＤＭＳ含量对于水和乙醇在ＰＤＭＳ／ＰＥＳ复合膜表面接触角大小的影响２．４渗透汽化分析图５显示了ＰＤＭＳ含量对于ＰＤＭＳ／ＰＥＳ复合膜渗透通量和分离因子的影响。由图可知，ＰＤＭＳ／ＰＥＳ复合膜的渗透通量和分离因子的变化趋势是相反的。而且随着ＰＤＭＳ含量的变化，渗透通量和分离因子的变化是复杂的，没有呈现出一个线性的变化，造成此种情况的原因可能是膜厚度的细微差别以及膜本身交联程度的不同。当ＰＤＭＳ含量为３０％时，ＰＤＭＳ／ＰＥＳ复合膜的渗透通量最大，其最大值为１１１０１．８９ｇ／（ｍ２·ｈ），对应的分离因子为２．８１。当ＰＤＭＳ含量为１５％时，ＰＤＭＳ／ＰＥＳ复合膜的分离因子最大，为４．６０，对应的渗透通量为１０３２５．５４ｇ／（ｍ２·ｈ）。图５ＰＤＭＳ含量对于ＰＤＭＳ／ＰＥＳ复合膜通量和分离因子的影响图６显示了ＰＤＭＳ含量对于ＰＤＭＳ／ＰＥＳ复合膜分离指数的影响。由图可知，ＰＤＭＳ／ＰＥＳ复合膜的分离指数随着ＰＤＭＳ含量的增加而变化，ＰＳＩ值图６ＰＤＭＳ含量对于ＰＤＭＳ／ＰＥＳ复合膜分离指数的影响先减小后增大，然后又减校ＰＤＭＳ含量为１５％，分离指数出现最大值，ＰＳＩ值为４７４８３．０２，说明１５％ＰＤＭＳ制备的ＰＤＭＳ／ＰＥＳ复合膜渗透汽化性能最好。表１对比了自制复合膜与其他已经公开的复合膜的关键性能数据。由表可知，自制复合膜的渗
【参考文献】：
期刊论文
[1]PDMS/PVDF优先透有机物渗透汽化复合膜的制备[J]. 李珊,汪朝晖,汪效祖. 化工新型材料. 2014(01)
[2]PDMS/PVDF复合膜渗透汽化分离乙酸/水体系的性能研究[J]. 洪厚胜,由涛,陈龙祥,张庆文. 化工新型材料. 2010(10)
[3]PDMS/PES中空纤维渗透汽化复合膜的制备[J]. 李冰冰,许振良,郑忠生,孙德,李然. 膜科学与技术. 2009(05)
[4]PDMS/PSF中空纤维渗透汽化复合膜制备的研究[J]. 李冰冰,许振良,孙德,李然. 化工新型材料. 2009(01)
[5]疏水白炭黑填充PDMS-PA复合膜的渗透汽化性能[J]. 王任,汤晓玉,杨晶,石尔,肖泽仪. 有机硅材料. 2007(02)
硕士论文
[1]PDMS/PVDF中空纤维复合膜渗透蒸发回收处理煤化工废水中酚[D]. 杨树人.哈尔滨工业大学 2013
[2]聚醚砜/聚酰亚胺合金纳滤膜的制备研究[D]. 张倩茹.东北林业大学 2009
本文编号：3287862
【文章来源】：化工新型材料. 2017,45(11)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
图２ＰＤＭＳ／ＰＥＳ复合膜（ａ）和ＰＥＳ支撑层膜（ｂ）的ＸＲＤ谱图
一个衍射峰。图２ＰＤＭＳ／ＰＥＳ复合膜（ａ）和ＰＥＳ支撑层膜（ｂ）的ＸＲＤ谱图图３显示了在２θ＝１１～１３°之间，ＰＤＭＳ含量对于产生最高衍射峰时对应的２θ值的影响。由图可知，ＰＤＭＳ含量从１５％增加到２５％，２θ值逐渐增大，根据布拉格方程２ｄｓｉｎθ＝ｎλ，分子链间距逐渐减小，膜越来越致密，疏水性逐渐减弱；ＰＤＭＳ含量从２５％增加到３５％，２θ值逐渐减小，分子链间距逐渐变大，膜越来越疏松，疏水性逐渐增强。图３ＰＤＭＳ含量对于产生最高衍射峰时对应的２θ角度值的影响（２θ＝１１～１３°）２．３接触角分析图４显示了ＰＤＭＳ含量对于水和乙醇在ＰＤＭＳ／ＰＥＳ复合膜表面接触角大小的影响。由图可知，随着ＰＤＭＳ含量的增加，水在ＰＤＭＳ／ＰＥＳ复合膜表面的接触角值先减小后增大，疏水性先减弱后增强，此规律与图３结论正好一致。当ＰＤＭＳ含量为３０％时，水在ＰＤＭＳ／ＰＥＳ复合膜表面的接触角最小，为９６．６２°。当ＰＤＭＳ含量为１５％时，有最大值，为１１０．１３°，说明膜表面的疏水性达到最好水平。随着ＰＤＭＳ含量的增加，乙醇在ＰＤＭＳ／ＰＥＳ复合膜表面的接触角值先增大后减小，当ＰＤＭＳ质量分数为３０％时，有最大值３０．１２°。当ＰＤＭＳ含量为１５％时，有最小值２６．２３°。当ＰＤＭＳ含量为１５％，水在ＰＤＭＳ／ＰＥＳ复合膜表面的接触角值最大，乙醇在ＰＤＭＳ／ＰＥＳ复合膜表面的接触角值最·４７·
化工新型材料第４５卷小，因此，说明１５％ＰＤＭＳ制备的ＰＤＭＳ／ＰＥＳ复合膜的疏水性和亲醇性最好。图４ＰＤＭＳ含量对于水和乙醇在ＰＤＭＳ／ＰＥＳ复合膜表面接触角大小的影响２．４渗透汽化分析图５显示了ＰＤＭＳ含量对于ＰＤＭＳ／ＰＥＳ复合膜渗透通量和分离因子的影响。由图可知，ＰＤＭＳ／ＰＥＳ复合膜的渗透通量和分离因子的变化趋势是相反的。而且随着ＰＤＭＳ含量的变化，渗透通量和分离因子的变化是复杂的，没有呈现出一个线性的变化，造成此种情况的原因可能是膜厚度的细微差别以及膜本身交联程度的不同。当ＰＤＭＳ含量为３０％时，ＰＤＭＳ／ＰＥＳ复合膜的渗透通量最大，其最大值为１１１０１．８９ｇ／（ｍ２·ｈ），对应的分离因子为２．８１。当ＰＤＭＳ含量为１５％时，ＰＤＭＳ／ＰＥＳ复合膜的分离因子最大，为４．６０，对应的渗透通量为１０３２５．５４ｇ／（ｍ２·ｈ）。图５ＰＤＭＳ含量对于ＰＤＭＳ／ＰＥＳ复合膜通量和分离因子的影响图６显示了ＰＤＭＳ含量对于ＰＤＭＳ／ＰＥＳ复合膜分离指数的影响。由图可知，ＰＤＭＳ／ＰＥＳ复合膜的分离指数随着ＰＤＭＳ含量的增加而变化，ＰＳＩ值图６ＰＤＭＳ含量对于ＰＤＭＳ／ＰＥＳ复合膜分离指数的影响先减小后增大，然后又减校ＰＤＭＳ含量为１５％，分离指数出现最大值，ＰＳＩ值为４７４８３．０２，说明１５％ＰＤＭＳ制备的ＰＤＭＳ／ＰＥＳ复合膜渗透汽化性能最好。表１对比了自制复合膜与其他已经公开的复合膜的关键性能数据。由表可知，自制复合膜的渗
【参考文献】：
期刊论文
[1]PDMS/PVDF优先透有机物渗透汽化复合膜的制备[J]. 李珊,汪朝晖,汪效祖. 化工新型材料. 2014(01)
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[3]PDMS/PES中空纤维渗透汽化复合膜的制备[J]. 李冰冰,许振良,郑忠生,孙德,李然. 膜科学与技术. 2009(05)
[4]PDMS/PSF中空纤维渗透汽化复合膜制备的研究[J]. 李冰冰,许振良,孙德,李然. 化工新型材料. 2009(01)
[5]疏水白炭黑填充PDMS-PA复合膜的渗透汽化性能[J]. 王任,汤晓玉,杨晶,石尔,肖泽仪. 有机硅材料. 2007(02)
硕士论文
[1]PDMS/PVDF中空纤维复合膜渗透蒸发回收处理煤化工废水中酚[D]. 杨树人.哈尔滨工业大学 2013
[2]聚醚砜/聚酰亚胺合金纳滤膜的制备研究[D]. 张倩茹.东北林业大学 2009
本文编号：3287862
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