PAAS-Silicalite-1雜化膜的二甲苯異構(gòu)體滲透氣化分離性能的研究.pdf

1、滲透汽化技術(shù)作為一種新型的膜分離技術(shù)，以其低耗高效的優(yōu)點(diǎn)受到廣泛關(guān)注。在滲透汽化分離二甲苯異構(gòu)體領(lǐng)域，基于分子篩的有機(jī)/無機(jī)雜化膜同時(shí)具備了高分子材料和分子篩無機(jī)材料的優(yōu)點(diǎn)，有望獲得高性能的分離膜。本文制備孔道大小與對(duì)二甲苯接近的優(yōu)先透過對(duì)二甲苯的Silicalite-1分子篩，為了克服Silicalite-1分子篩在雜化膜中易團(tuán)聚以及與高分子材料相容性差等缺點(diǎn)，對(duì)Silicalite-1分子篩進(jìn)行表面改性，并制備表面改性分子篩雜化膜，

2、考察了其對(duì)二甲苯異構(gòu)體的溶脹性能和滲透汽化性能，并進(jìn)一步探討分子篩改性、分子篩含量和料液體系等因素對(duì)膜滲透汽化性能的影響。
　　 首先采用3-氨丙基-三乙氧基硅烷(APTES)對(duì)自制的Silicalite-1分子篩進(jìn)行表面改性。FTIR、29Si-NMR和XRD結(jié)果表明Silicalite-1分子篩被成功改性。表面改性的Silicalite-1分子篩帶上了NH3+基團(tuán)，因而改性的分子篩因?yàn)槌收姾上嗷ヅ懦猓档土藞F(tuán)聚程度，提高了

3、其在水中的分散性。粒徑分析結(jié)果和SEM形貌圖證實(shí)了這一結(jié)論。
　　 用鑄膜液涂覆法制備分子篩雜化膜，并對(duì)膜的形貌進(jìn)行表征，測(cè)定膜的溶脹吸附性能。雜化膜的SEM圖譜表明，分子篩改性前，在膜中易團(tuán)聚，與PAAS界面間存在空穴，相容性差，改性后，分子篩在膜中分散得更均勻，而且與聚丙烯酸鈉（PAAS）結(jié)合得更緊密，而通過溶脹實(shí)驗(yàn)，得出雜化膜在二甲苯異構(gòu)體中的溶脹度順序?yàn)椋篠（間二甲苯）＜S（鄰二甲苯）＜S（對(duì)二甲苯），分子篩改性后，膜的

4、溶脹性能下降。通過平衡吸附實(shí)驗(yàn)，計(jì)算雜化膜在各二甲苯異構(gòu)體中的擴(kuò)散系數(shù)，順序如下：D（鄰二甲苯）＜D(間二甲苯）＜D（對(duì)二甲苯）。
　　 最后通過滲透汽化實(shí)驗(yàn)，考察了膜的分離性能。研究分子篩含量、分子篩改性和料液組成等對(duì)滲透汽化性能的影響。隨著分子篩含量的增加，分離因子先增加后下降，滲透通量先下降后增加。分子篩表面改性后，膜內(nèi)分散性提高相容性變好，二甲苯體系的分離選擇性增加。雜化膜對(duì)對(duì)二甲苯/鄰二甲苯的分離體系分離因子最高、對(duì)二