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本文以烯烃/烷烃气体分离为应用背景,采用聚砜和Na型磺化聚砜共混制备PSf/SPSf-Na均质膜,以离子交换法将金属离子引入共混膜中并进行化学还原,制得PSf/SPSf-Ag膜和PSf/SPSf-Pd膜;用“二次涂层”方法制备了涂层含银离子的PSf/PEO-AgBF4/SR非对称中空纤维复合膜。含金属均质膜表征结果表明,在膜的单侧表面形成了由金属颗粒组成的“金属层”,在膜内部金属颗粒呈非连续分布;在相同离子交换容量下,Pd颗粒一般小于Ag颗粒;膜中金属的价态介于零价和金属离子价态之间。乙烯、乙烷渗透实验表明,加入Ag和Pd后,膜的乙烯的渗透系数有所提高,并且随着金属含量的增加而增大;但乙烷的渗透性能变化不大。Ag膜对烯烃的渗透影响大于Pd膜,提出了烯烃、烷烃在含金属均质膜中的渗透机理和模型。膜内金属对烯烃、烷烃分子的吸附作用使气体分子被“活化”,导致渗透系数增加;但当金属含量较高时,金属颗粒对气体分子的扩散阻力有一定增加。两种影响因素在渗透过程中相互竞争,在一定实验条件下,对于烯烃,前者的影响作用大于后者,对于烷烃,两种作用基本相互抵消。在PSf/PEO非对称复合膜中加入AgBF4,可明显提高乙烯的渗透速率,降低乙烷的渗透速率,从而使分离系数有较大提高。用SR涂层后的复合膜,烯、烷的渗透性能具有较好的时间稳定性。在乙烯、乙烷的混合气渗透实验中,虽然烯烷分离系数有所降低,但仍然远大于纯气在不加金属化合物的膜中之分离系数。本文对这些现象从渗透机理上进行了讨论,认为,乙烯分子的渗透过程应包括未络合乙烯分子的溶解-扩散过程及络合的乙烯分子随高分子链热运动而进行的跳跃传递过程;而乙烷分子只进行溶解-扩散传递,吸附在PEO-AgBF4涂层内在乙烷分子会逐渐使扩散通道堵塞、变小,最终乙烷分子的渗透达到一个稳态过程;SR涂层可有效地保持金属化合物和膜结构的稳