论文部分内容阅读
渗透汽化是一种新型的膜分离技术,具有能耗低、分离系数高、环保等特点,具有在工业上广泛应用的巨大潜力。本文通过用物理包埋,互穿网络法制备聚合物/离子液体杂化膜,还制备了Ag+-离子液体/聚合物渗透汽化膜,并考察了这些渗透汽化膜的分离性能。首先,利用溶剂挥发法制备了P(VDF-HFP)包埋室温离子液体[bmim]BF4的P(VDF-HFP)/[bmim]BF4杂化膜,考察了杂化膜对乙酸乙酯/水体系的渗透汽化分离性能。测定了膜在乙酸乙酯、水中的溶胀吸附性能及其扩散系数。SEM结果表明：[bmim]BF4离子液体被包埋在聚合物基体中。膜的热重性能(TGA)分析表明膜有很好的热稳定性,在温度300℃之内表现出优良的热稳定性。P(VDF-HFP)膜基体中掺入[bmim]BF4离子液体,提高了膜的扩散系数,体现在渗透汽化分离过程中,对于4%乙酸乙酯/水溶液,膜的渗透通量从427g·m2·h-1提高到了626g·m2·h-1,分离因子也从73提高到了142。其次,选用含乙烯基的功能性离子液体单体[amimJBr,在P(VDF-HFP)基体膜溶液中,利用过氧化苯甲酰(BPO)作引发剂,在一定温度下引发活性自由基聚合,制备出(Poly[amim]Br)聚离子液体,进而得到一种具有互穿网络结构(IPN)的P(VDF-HFP)/Poly[amim]Br渗透汽化分离膜。用FTIR、SEM、TGA测定了IPN膜的特征官能团,微观结构和热稳定性。测定了乙酸乙酯、水在膜中的扩散系数。结果表明：在保证膜机械强度及完整性的前提下,Poly[amim]Br质量分数越高互穿网络膜的分离因子及渗透通量越高。最后,选用AgNO3、AgClO4、AgBF4三种银盐,[bmim]BF4离子液体,制备了Ag+-[bmim]BF4复合载体。选用热塑性聚氨酯(TPU)为聚合物基体,用物理共混法制备Ag+-[bmim]BF4/TPU促进传递渗透汽化膜。用SEM对促进传递膜的微观结构进行了表征,测试了不同载体种类及银盐含量的渗透汽化膜对苯/环己烷的分离性能。SEM结构表明：载体在TPU中分布均匀。渗透汽化分离性能显示：用AgBF4制备的Ag+-IL复合物对苯分子的促进传递效果最明显。载体的掺入量过高会破坏渗透汽化膜的机械强度及完整性,故载体的掺入量必须适当,以10wt%为最佳。