耐酸型磺化酚酞侧基聚芳醚砜/氨基化石墨烯杂化膜及渗透汽化醋酸脱水性能

发布时间：2022-01-20 09:05

　　将四乙烯五胺修饰的氨基化石墨烯（reduced graphene oxide modified by tetraethylene pentamine, rGO-TEPA）引入磺化酚酞侧基聚芳醚砜（sulfonated polyarylethersulfone with cardo, SPES-C）中制备了不同填充量的SPES-C/rGO-TEPA杂化膜,并用于醋酸的渗透汽化脱水。采用扫描电镜（scanning electron microscope, SEM）,热重分析（thermogravimetric analyzer, TGA）和水接触角测试对杂化膜进行了表征,考察了杂化膜的溶胀行为,吸附和扩散选择性及分离性能。结果表明:rGO-TEPA在膜内分散均匀,杂化膜表面无缺陷。杂化膜热稳定性优良。rGO-TEPA的引入提高了膜的亲水性和溶胀度。料液温度为50℃时, rGO-TEPA填充量为4%的杂化膜M-4综合分离性能最优,渗透通量和分离因子分别达到0.765 kg/（m²·h）和96.5。15 d的长期测试和拉伸实验结果证明所得杂化膜具有良好的稳定性和耐酸性能。 

【文章来源】：科学技术与工程. 2020,20(12)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

M-4膜的SEM图

图2为SPES-C膜,M-4和M-5的热重曲线。可见,SPES-C膜和杂化膜的热失重过程均分为3个阶段:第一阶段在50～300 ℃,这是膜内的水分和残留的DMF溶剂蒸发引起的;第二阶段为300～400 ℃,这是SPES-C中磺酸基团引起的[28];第三次明显的热失重是发生在400 ℃之后,这是SPES-C主链降解和rGO-TEPA纳米片上基团的降解引起的。另外,所有膜的热降解过程均发生在300 ℃以上,而渗透汽化操作温度远低于该温度,说明所制备膜材料具有较好的热稳定性,能够满足应用要求。2.3 杂化膜的水接触角和溶胀度

图3为rGO-TEPA填充量对杂化膜水接触角和溶胀度的影响。由图3可见,SPES-C膜的水接触角66.5°。随rGO-TEPA填充量的增加,膜的水接触角逐渐减小。当rGO-TEPA填充量为5%时,M-5膜的水接触角减小到50.6°。这是由于rGO-TEPA纳米片基面上具有较多亲水性基团(含氧基团和氨基),它的引入使杂化膜表面亲水性基团数量增多,因此,膜材料与水分子之间的亲和力逐渐增强。从图3还可以看出,杂化膜的溶胀度随rGO-TEPA填充量的增加而增大。这也归因于膜亲水性的提高,更多的水分子溶解到杂化膜内[29]。2.4 杂化膜的水接触角和溶胀度

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3598551