交聯(lián)聚電解質(zhì)絡(luò)合物復(fù)合膜的制備及其滲透汽化性能研究.pdf

1、滲透汽化膜分離技術(shù)具有低能耗、高效率、無污染等優(yōu)點(diǎn)，在有機(jī)物脫水、水中微量有機(jī)物的脫除以及有機(jī)體系分離等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。聚電解質(zhì)絡(luò)合物(PEC)由于其存在離子交聯(lián)結(jié)構(gòu)，通常不溶不熔，難于加工和應(yīng)用。本文制得了一種荷電可水分散的聚電解質(zhì)絡(luò)合物，并對其進(jìn)行化學(xué)交聯(lián)；進(jìn)而采用涂覆法，制備出交聯(lián)的PEC復(fù)合平板膜和交聯(lián)的PEC復(fù)合中空纖維膜，同時(shí)研究了兩類PEC復(fù)合膜的滲透汽化有機(jī)物脫水性能。
　　 通過聚電解質(zhì)基團(tuán)“酸保護(hù)-去保護(hù)

2、”法，成功制備出聚二烯丙基二甲基氯化銨(PDDA)與羧甲基纖維素鈉(CMCNa)的水溶性聚電解質(zhì)絡(luò)合物(PDDA-CMCNaPEC)。隨之，利用戊二醛(GA)與羧甲基纖維素鈉中羥基的縮醛反應(yīng)對聚電解質(zhì)絡(luò)合物進(jìn)行了化學(xué)交聯(lián)。紅外光譜(FTIR)、多普勒展寬能譜(DBES)以及X射線光電子能譜(XPS)的結(jié)果證明PEC膠體粒子與GA進(jìn)行了交聯(lián)反應(yīng)，且隨GA用量的增大交聯(lián)程度逐步增大。AFM圖片表明經(jīng)GA交聯(lián)的PEC仍保存其特有的針狀粒子結(jié)構(gòu)

3、，當(dāng)GA用量達(dá)到一定濃度時(shí)針狀粒子之間出現(xiàn)聚集現(xiàn)象。
　　 將涂覆法制備的交聯(lián)PEC復(fù)合平板膜用于異丙醇脫水滲透汽化研究，考察了GA用量、進(jìn)料溫度以及進(jìn)料組成對于其滲透汽化性能的影響。結(jié)果表明，化學(xué)交聯(lián)PEC復(fù)合平板膜具有超滲透性、高選擇性、高抗水性及較好的長時(shí)間穩(wěn)定性。對70℃下的50wt％水異丙醇體系，GA用量為0.5wt％的交聯(lián)PEC復(fù)合平板膜CPECM0.5通量高達(dá)21.1kgh-1m-2，透過液中水含量為98.1wt％

4、。這歸因于交聯(lián)PEC同時(shí)具有“水通道”結(jié)構(gòu)和化學(xué)交聯(lián)化學(xué)鍵，“水通道”結(jié)構(gòu)賦予復(fù)合膜超滲透性和高選擇性，化學(xué)交聯(lián)鍵賦予復(fù)合膜高的抗水性和穩(wěn)定性。
　　 采用涂覆交聯(lián)法成功制備出以堿水解聚丙烯腈中空纖維膜為底膜，GA交聯(lián)PEC為涂覆層的復(fù)合中空纖維膜。研究了涂覆液的pH和GA含量等因素對于復(fù)合中空纖維膜滲透汽化性能的影響，獲得了最佳的制備條件：涂覆液pH=5.0和GA用量為1.5wt％。此條件下制備的交聯(lián)PEC/PAN復(fù)合中空纖維