聚偏氟乙烯催化膜的制備及性能研究.pdf

1、氣體輔助成膜法制備雜化催化膜，技術(shù)簡單、操作容易。催化膜組件將化學(xué)反應(yīng)和物質(zhì)分離結(jié)合，工藝過程更加緊湊，降低成本。本文以NiCl2為催化劑前驅(qū)體，NaBH4為還原劑，PVDF為基膜材料制備雜化催化膜和中空纖維催化膜，并研究了制備條件對其結(jié)構(gòu)和性能的影響，也對中空纖維催化膜的產(chǎn)氫工藝進(jìn)行了研究。主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)采用氣體輔助成膜原理，通過共混法制備了PVDF-Ni雜化催化膜，分別考察了NiCl2、PEG的添加量以及不同凝

2、固浴法對雜化催化膜親水性能、力學(xué)性能和催化性能的影響。結(jié)果表明，NiCl2提高了膜的水通量、孔隙率和力學(xué)性能，PEG有助于催化劑的均勻分布。采用一步法凝固浴，PEG和NiCl2濃度分別5％為8％時，催化劑在膜表面均勻分布，固定牢固，水通量為18.80L/(m2·h)，接觸角為76.9°，力學(xué)性能較好，雜化催化膜的催化產(chǎn)氫活性和穩(wěn)定性較好。
　　(2)表面吸附還原法制備了PVDF-Ni中空纖維催化膜，對其制膜工藝進(jìn)行了優(yōu)化。分析表明

3、，制備催化膜的最佳條件為20wt.％NaOH預(yù)處理，0.2MNiCl2溶液中吸附和1MNaBH4溶液中還原，重復(fù)處理6次。此條件下制備的催化膜表面催化劑負(fù)載量達(dá)到28.4％，分散均勻，催化活性強(qiáng)。
　　(3)制備好的中空纖維催化膜進(jìn)行NaBH4的催化產(chǎn)氫工藝研究。結(jié)果表明，催化速率與催化劑的濃度呈直線關(guān)系;NaOH和NaBH4的濃度對催化活性影響均很小;溫度的影響較大，活化能為Ea=55.3kJ·mol-1;催化膜重復(fù)產(chǎn)氫6次，催