聚乙烯醇-氧化硅雜化膜的制備及其丙烯脫濕性能的研究.pdf

1、在丙烯聚合過程中,為防止催化劑中毒,對原料氣中水含量需嚴格控制。為適應工業(yè)需求,本研究以丙烯／水蒸氣混合氣體為模型體系,通過雜化改性制備了兩種高脫濕性能的復合膜。采用掃描電鏡(SEM)、差示掃描量熱(DSC)、X射線衍射(XRD)、傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)等一系列分析方法表征了膜的物理化學結構和微觀形貌,利用正電子湮沒壽命譜(PALS)研究了膜的自由體積特性。
　　 利用透明質酸(HA)的粘附性,在聚乙烯醇(PVA)高分

2、子與無機氧化硅(silica)界面之間引入HA過渡層,增強PVA與silica界面粘合作用,消除界面缺陷。HA具有強親水性,可增加膜對水分子的吸附選擇性,促進水分子在膜中的傳遞。首先將經過HA修飾的氧化硅顆粒與PVA共混制得PVA-(HA-silica)鑄膜液,再采用浸涂法與聚砜(PS)多孔膜制成PVA-(HA-silica)／PS復合膜。相比于PVA／PS膜(滲透系數215 GPU,分離因子4720),PVA-(HA-silica)／

3、PS膜顯著提高了丙烯脫濕性能,當HA濃度為0.2wt.％,HA-silica的填充量為4％時,復合膜的滲透系數為912 GPU,分離因子達到9650。
　　 在生物礦化過程的啟發(fā)下,在聚乙烯醇-明膠(PVA-gelatin)共混高分子溶液中加入硅酸鈉作為硅前驅體,通過明膠的誘導礦化功能原位合成(PVA-gelatin)-silica雜化膜。明膠發(fā)揮其催化以及模板作用,誘導氧化硅的成核與生長；PVA高分子鏈為氧化硅的生長提供了受限

4、空間,抑制氧化硅粒子的團聚,使其均勻分散在高分子主體中。以這種雜化膜為分離層,以聚砜多孔膜為支撐層制備的(PVA-gelatin)-silica／PS復合膜展現了良好的脫濕性能。當溶液pH=5.0,硅酸鈉濃度為30 mM時,復合膜的滲透系數為1500 GPU,分離因子達到67511。
　　 吸附實驗表明,水分子在PVA-(HA-silica)和(PVA-gelatin)-silica膜中的傳遞過程主要由擴散步驟控制。系統(tǒng)地考察了