有機(jī)-無(wú)機(jī)多硅雜化膜的制備及表征.pdf

1、有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化是通過共混法、原位聚合法、溶膠-凝膠法等在有機(jī)網(wǎng)絡(luò)中引入無(wú)機(jī)質(zhì)點(diǎn)，從而將有機(jī)組分與無(wú)機(jī)組分良好的結(jié)合起來(lái)。因此有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化膜兼具了有機(jī)膜與無(wú)機(jī)膜的優(yōu)點(diǎn)，膜的機(jī)械性能得到增強(qiáng)，熱穩(wěn)定性和耐溶劑性能都大大提高。另一方面，將有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化材料應(yīng)用于離子膜領(lǐng)域，改善了離子膜在高離子交換容量時(shí)，高溶脹的性質(zhì)。同時(shí)由于無(wú)機(jī)組分的引入，膜的滲透、選擇性也可能得到很大程度的改進(jìn)。因此近年來(lái)得到快速發(fā)展。
　　 本文利用溶膠-凝膠

2、（sol-gel）以及共混法，制備了有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化非離子膜和有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化陽(yáng)離子交換膜，并測(cè)試了膜的一些基本物理化學(xué)性能，特別的對(duì)于雜化陽(yáng)離子交換膜，首次將其應(yīng)用于擴(kuò)散滲析回收堿的應(yīng)用方面。主要的實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：
　　 （1）以乙二胺（EDA）、氯甲基三乙氧基硅烷（CMTES）和聚乙烯醇（PVA）為原料，首先通過EDA和CMTE制備小分子多硅化合物，之后通過溶膠-凝膠法與PVA反應(yīng)制備雜化膜?？疾炝薈MTES的含量以及溶

3、劑、催化劑對(duì)成膜性能的影響。通過熱分析儀（TG-DSC）、掃描電子顯微鏡（SEM）和機(jī)械性能等測(cè)試了膜的物理化學(xué)性能和熱穩(wěn)定性，并將膜嘗試應(yīng)用在滲透汽化分離乙醇/水體系中。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，選用KOH作為催化劑，乙醇作為溶劑制得的雜化膜表現(xiàn)出較好的物理化學(xué)性能。
　　 （2）以丙烯酸（AA）、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（γ-MPS）和聚乙烯醇（PVA）為原料通過溶膠-凝膠反應(yīng)制備多硅共聚雜化陽(yáng)離子交換膜，考察了不同含量的共聚

4、物poly(AA-co-γ-MPS)對(duì)膜性能的影響。該系列膜具有較好的熱穩(wěn)定性（熱降解溫度為264-270℃）和機(jī)械性能。并且隨著共聚物含量的增加，膜的親水性逐漸下降（81.6-70.8％），離子交換容量卻逐漸上升（0.76-0.90 mmol/g）。最后將膜應(yīng)用于擴(kuò)散滲析分離NaOH和Na2WO4體系，表現(xiàn)出了較好的分離效果（滲析系數(shù)：0.010-0.042m/h）。在35℃時(shí)，使用含poly(AA-co-γ-MPS)質(zhì)量分?jǐn)?shù)50％的