【摘 要】
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本文采用水解处理后的改性PAN超滤膜作为基膜,通过动态LBL技术组装PEI/PAA聚电解质渗透汽化复合膜,考察了适宜的基膜水解条件以及影响聚离子复合膜的渗透汽化性能的成膜因素,
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本文采用水解处理后的改性PAN超滤膜作为基膜,通过动态LBL技术组装PEI/PAA聚电解质渗透汽化复合膜,考察了适宜的基膜水解条件以及影响聚离子复合膜的渗透汽化性能的成膜因素,采用现代仪器检测手段评价膜的性能,并将所制备的复合膜应用于分离不同醇/水体系。通过改性前后PAN基膜纯水通量和截留率的测定以及不同水解条件下改性膜离子交换当量的检测,确定较为适宜的水解条件是:碱液浓度2mol/L,水解温度65℃,水解时间1h;实验中还考察了不同无机碱作为水解剂时对PAN基膜改性的影响,结果发现水解剂碱性越强,越有利于增加基膜羧酸量,提高水解程度。通过对改性膜切割分子量的测定,结果显示水解改性后PAN底膜孔径缩小,截留分子量在6000左右。采用润湿角和红外光谱检测,证实改性后基膜表面亲水性和荷电性增强,有利于后续的聚电解质复合物膜组装,此外,扫描电镜图显示改性后基膜表面平整,AFM图中也可清晰地观察到改性膜表面平均粗糙度明显下降,膜面较为平滑。本文中还研究了基膜水解条件对聚离子复合膜渗透汽化性能的影响,发现水解程度越高,越有利于制备高分离性能的复合膜;与此同时,对成膜过程进行优化,确定采用未质子化的水解后基膜,选取乙醇作为PEI溶剂;并且考察了渗透汽化过程中,操作条件以及不同醇/水分离体系对复合膜分离性能的影响,结果表明,进料液温度升高,有利于提高复合膜的渗透汽化性能,此外,当分离体系中醇类物质分子量较大时,复合膜渗透汽化性能越优异。当进料液温度为70℃,95wt%乙醇/水溶液时,复合膜渗透汽化性能如下:分离因子达到604,渗透通量314 g/m2h。
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