PVSA-PVAm共混復合膜的制備及其CO-,2-分離性能的研究.pdf

1、分離CO<,2>的固定載體膜同時具備良好的穩(wěn)定性和滲透選擇性能,是一類很有發(fā)展前景的新型分離膜.聚合物共混改性是開發(fā)具有嶄新性能膜材料的重要途徑.該文利用我們實驗室已開發(fā)出的固定載體膜材料-聚N-乙烯基-γ-氨基丁酸鈉(PVSA)和聚乙烯基胺(PVAm)研制出PVSA/PVAm共混膜材料,并以聚醚砜(PES)超濾膜為支撐體制成共混復合膜.采用現代分析測試手段紅外、X射線衍射(XRD)、材料拉伸測試及環(huán)境掃描電子顯微鏡(ESEM)對PVS

2、A和共混聚合物的微觀結構、共混聚合物的拉伸性能和共混復合膜的形貌特征進行了研究.結果表明,通過聚合物共混的方法,膜材料的力學性能得到了改善;兩種聚合物相容性良好,電鏡顯示共混復合膜表層致密光滑,與支撐層緊密結合.以CO<,2>/CH<,4>體系為研究對象,考察了共混復合膜的透過選擇性能,系統研究了各種因素如耦合效應、PVSA/PVAm配比、鑄膜環(huán)境溫度及濕度對膜結構和性能的影響.以CO<,2>、CH<,4>、N<,2>、O<,2>為研究

3、對象,系統地探討了該共混復合膜對不同氣體體系的分離性能.研究結果表明,以該共混聚合物為表層,PES超濾膜為支撐層制得的PVSA/PVAm共混復合膜綜合性能優(yōu)越.在PVSA wt％=33.3％,壓力為1.04atm時,PVSA/PVAm共混復合膜的CO<,2>滲透速率和CO<,2>/CH<,4>理想分離因子分別為6.48×10<'-6>cm<'3>(STP)cm<'-2>s<'-1> cmHg<'-1>和217.用50％CO<,2>和50

4、％CH<,4>組成的混合氣進行測試時,在CO<,2>分壓為0.518atm的情況下,CO<,2>的滲透速率達到了5.56×10<'-6>m<'3>(STP)cm<'-2>s<'-1>cmHg<'-1>,CO<,2>/CH<,4>的分離因子為49.7.不同氣體通過該共混復合膜的快慢順序為CO<,2>>O<,2>>CH<,4>>N<,2>,理想分離因子大小為a <,CO2/N2>>a<,CO2/CH4>>α<, CO2/O2>.該論文還采用

5、丙烯酰胺與馬來酸酐進行共聚并水解得到聚合物馬來酸鈉-丙稀酰胺(MAS-Am),采用該共聚物為表層,PES超濾膜為支撐層制得復合膜,初步探討了該復合膜對CO<,2>/CH<,4>體系的滲透選擇性.結果表明,相對PVSA/PVAm共混復合膜而言,該膜的CO<,2>滲透速率以及CO<,2>/CH<,4>的分離因子較低.在純氣測試中,當壓力為1.04atm時,該復合膜CO<,2>的滲透速率為1.04×10<'-6>cm<'3>(STP)cm<'