酰胺類溶劑滲透汽化分離用PI-陶瓷復合膜的制備及表征.pdf

1、常見的酰胺類溶劑有N，N-二甲基甲酰胺（DMF）、N，N-二甲基乙酰胺（DMAc）等，這類溶劑具有較好的熱穩(wěn)定性及化學穩(wěn)定性，廣泛應用于有機合成、樹脂、合成革和醫(yī)藥等領域，但其易于排放到空氣和水中，對人類和環(huán)境均有不利的影響。因此，酰胺溶劑的分離方法已成為近年來的研究焦點。聚酰亞胺（PI）具有耐高溫、耐溶劑、制備成本低等優(yōu)點，在滲透汽化分離方面具有較好的應用潛力。本文通過分子模擬軟件選擇合適的三元共聚PI結構并制備成膜，用于酰胺溶劑的滲

2、透汽化分離中。
　　運用COMPASS力場，對12種不同結構的PI的溶解度參數進行分子動力學模擬，模擬結果表明，在298 K下，12種PI結構的溶解度參數在21(J·cm-3)1/2左右，其中與酰胺溶劑分子溶解度參數的差值(｜Δδ｜)≥2(J/cm3)1/2的PI結構有7種；通過模擬結果選出BTDA-ODA-MDA和BTDA-BAPP-DABA結構制備成膜，并用于滲透汽化分離當中。
　　采用兩步合成法，以3,3’4,4’-二

3、苯甲酮四羧酸二酐（BTDA）、4,4’-二氨基二苯醚（ODA）及4,4’-二氨基二苯甲烷（MDA）為原料，在ZrO2支撐體上制備BTDA-ODA-MDA膜。通過傅里葉紅外光譜（FT-IR）和電子掃描顯微鏡（SEM）表征膜的結構和形貌，制備的膜厚度約為20?m，膜表面平整致密；采用熱重分析（TGA）對制備的BTDA-ODA-MDA膜的熱穩(wěn)定性進行了分析，結果表明制備的BTDA-ODA-MDA膜具有較好的熱穩(wěn)定性；采用接觸角（CA）和溶脹度

4、（DS）測試對合成的膜進行表征，結果表明制備的膜具有較好的親水性及耐酰胺溶劑性?？疾炝肆弦簼舛?、操作溫度、膜后側壓力和不同酰胺溶劑對BTDA-ODA-MDA膜分離性能的影響，結果表明在操作溫度60℃，膜后側壓力500 Pa，進料濃度20 wt％的條件下，DMF/H2O和DMAc/H2O的分離因子分別為13.5和26.6，滲透通量分別為358.2 g·m?2·h?1和171.9 g·m?2·h?1，且分離DMAc/H2O體系的效果優(yōu)于DM

5、F/H2O體系。
　　以 BTDA、2,2-雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷（BAPP）及3,5-二氨基苯甲酸（DABA）為原料，在ZrO2支撐體上制備BTDA-BAPP-DABA膜。通過 FT-IR和 SEM表征膜的結構和形貌；采用 TGA對制備的BTDA-BAPP-DABA膜的熱穩(wěn)定性進行分析，結果表明制備的膜具有較好的熱穩(wěn)定性。此外，還考察了不同二胺比例對BTDA-BAPP-DABA膜溶脹度和接觸角的影響，得出最佳制膜條