離子液體微乳液制備有機—無機雜化膜及其滲透汽化的研究.pdf

1、有機-無機雜化膜兼具有機膜和無機膜的優(yōu)點,在化工分離、環(huán)境保護及清潔生產(chǎn)等領(lǐng)域得到了廣泛的研究。在目前有機-無機雜化膜的制備方法中,微乳液及其聚合技術(shù)是最有效的方法之一。離子液體由于具有高溶解性和環(huán)境友好等特點,將其作為微乳液組分,是雜化膜制備的新方向,符合綠色化學(xué)發(fā)展的要求,具有重要的應(yīng)用前景。
　　 本文以離子液體氯化1-十二烷基-3-甲基咪唑(Cl2mimCl)為表面活性劑,脂肪醇為助表面活性劑,甲基丙烯酸酯和丙烯酰胺(A

2、M)混合物為油相構(gòu)筑的反相微乳液合成氯化銀(AgCl)納米粒子。通過微乳液聚合制備AgCl/poly(MMA-co-AM)雜化膜,用于苯/環(huán)己烷混合物的滲透汽化分離。
　　 論文首先研究了離子液體微乳液體系的熱力學(xué)相行為及微乳液組成對AgCl納米粒子可控制備的影響。通過電導(dǎo)率測定法研究了(C12mimCl+脂肪醇)/(甲基丙烯酸酯+AM)/(KNO3+H2O)體系的相行為及穩(wěn)定性。并采用UV-vis與TEM分析了增溶水量與表面活

3、性劑摩爾比(ω)、前驅(qū)體濃度(CAgNO3)以及表面活性劑、助表面活性劑濃度(Cc12mimCl、CC6H14O)對(C12mimCl+C6H14O)/(MMA+AM)/H2O反相微乳液中AgCl納米粒子形成和形貌的影響。結(jié)果表明,C12mimCl具有較好的乳化行為,形成的反相微乳液增溶性較好。由于C12mimCl中含有Cl-,可通過向(C12mimCl+C6H14O)/(MMA+AM)/H2O中滴加AgNO3溶液的簡便方法,制備出粒徑

4、分布窄、平均粒徑小于25 nm的球形AgCl納米顆粒。還發(fā)現(xiàn):(1)隨著ω值的增加,AgCl納米粒子粒徑先減小后增大;(2)適當增加CAgNO3可形成粒徑逐漸變大的AgCl納米粒子;(3)增加CC12mimCl,有利于形成數(shù)目較多、粒徑較小、粒徑分布較窄的球形納米AgCl。
　　 論文還通過微乳液聚合技術(shù)制備了AgCl/Poly(MMA-co-AM)均質(zhì)膜和復(fù)合膜,采用FT-IR、SEM、XRD、TGA對雜化膜的結(jié)構(gòu)進行了分析表

5、征,并測定了雜化膜對苯/環(huán)己烷體系的溶脹及滲透汽化性能。(1)FT-IR結(jié)果表明MMA與AM發(fā)生了聚合反應(yīng),且AgCl納米粒子與聚合物中的酰胺鍵之間形成了-(H2N)C=O···Ag+絡(luò)合作用;(2)SEM與XRD分析結(jié)果表明雜化膜中AgCl粒子粒徑較小,且均勻分散于poly(MMA-co-AM)基材中。(3)溶脹與滲透汽化的結(jié)果表明AgCl納米粒子的載入顯著提高了膜的分離性能,并且雜化膜對苯/環(huán)己烷體系的分離性能與膜中AgCl納米粒子