功能化離子液體-聚合物滲透汽化膜的制備及性能研究.pdf

1、滲透汽化是一種新型的膜分離技術(shù)，具有能耗低、分離系數(shù)高、環(huán)保等特點(diǎn)，具有在工業(yè)上廣泛應(yīng)用的巨大潛力。本文通過(guò)用物理包埋，互穿網(wǎng)絡(luò)法制備聚合物/離子液體雜化膜，還制備了 Ag+-離子液體/聚合物滲透汽化膜，并考察了這些滲透汽化膜的分離性能。
　　首先，利用溶劑揮發(fā)法制備了P(VDF-HFP)包埋室溫離子液體[bmim]BF4的P(VDF-HFP)/[bmim]BF4雜化膜，考察了雜化膜對(duì)乙酸乙酯/水體系的滲透汽化分離性能。測(cè)定了膜在

2、乙酸乙酯、水中的溶脹吸附性能及其擴(kuò)散系數(shù)。SEM結(jié)果表明：[bmim]BF4離子液體被包埋在聚合物基體中。膜的熱重性能(TGA)分析表明膜有很好的熱穩(wěn)定性，在溫度300℃之內(nèi)表現(xiàn)出優(yōu)良的熱穩(wěn)定性。P(VDF-HFP)膜基體中摻入[bmim]BF4離子液體，提高了膜的擴(kuò)散系數(shù)，體現(xiàn)在滲透汽化分離過(guò)程中，對(duì)于4％乙酸乙酯/水溶液，膜的滲透通量從427g·m-2·h-1提高到了626g·m-2·h-1，分離因子也從73提高到了142。

3、　　其次，選用含乙烯基的功能性離子液體單體[amim]Br，在P(VDF-HFP)基體膜溶液中，利用過(guò)氧化苯甲酰(BPO)作引發(fā)劑，在一定溫度下引發(fā)活性自由基聚合，制備出(Poly[amim]Br)聚離子液體，進(jìn)而得到一種具有互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(IPN)的P(VDF-HFP)/Poly[amim]Br滲透汽化分離膜。用FTIR、SEM、TGA測(cè)定了IPN膜的特征官能團(tuán)，微觀結(jié)構(gòu)和熱穩(wěn)定性。測(cè)定了乙酸乙酯、水在膜中的擴(kuò)散系數(shù)。結(jié)果表明：在保證膜

4、機(jī)械強(qiáng)度及完整性的前提下，Poly[amim]Br質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高互穿網(wǎng)絡(luò)膜的分離因子及滲透通量越高。
　　最后，選用AgNO3、AgClO4、AgBF4三種銀鹽，[bmim]BF4離子液體，制備了 Ag+-[bmim]BF4復(fù)合載體。選用熱塑性聚氨酯(TPU)為聚合物基體，用物理共混法制備Ag+-[bmim]BF4/TPU促進(jìn)傳遞滲透汽化膜。用SEM對(duì)促進(jìn)傳遞膜的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，測(cè)試了不同載體種類(lèi)及銀鹽含量的滲透汽化膜對(duì)苯/環(huán)己