交联聚电解质络合物复合膜的制备及其渗透汽化功能研究.pdf

摘要 渗透汽化膜分离技术具有低能耗、高效率、无污染等优点，在有机物脱水、水中微量 有机物的脱除以及有机体系分离等领域有着广泛的应用．聚电解质络合物(PEC)由于其 存在离子交联结构，通常不溶不熔，难于加工和应用．本文制得了一种荷电可水分散的聚 电解质络合物，并对其进行化学交联；进而采用涂覆法，制备出交联的PEC复合平板膜 和交联的PEC复合中空纤维膜，同时研究了两类PEC复合膜的渗透汽化有机物脱水性能． 通过聚电解质基团“酸保护．去保护”法，成功制备出聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA) 与羧甲基纤维素钠(CMCNa)的水溶性聚电解质络合物(PDDA．CMCNaPEC)．随之， 利用戊二醛(GA)与羧甲基纤维素钠中羟基的缩醛反应对聚电解质络合物进行了化学交 果证明PEC胶体粒子与GA进行了交联反应，且随GA用量的增大交联程度逐步增大． 度时针状粒子之间出现聚集现象． 将涂覆法制备的交联PEC复合平板膜用于异丙醇脱水渗透汽化研究，考察了GA用量、 进料温度以及进料组成对于其渗透汽化性能的影响．结果表明，化学交联PEc复合平板膜 具有超渗透性、高选择性、高抗水性及较好的长时间稳定性。对70℃下的50眦％水异丙 醇体系，GA用量为0．5叭％的交联PEC复合平板膜CPECM0．5通量高达21．1 kgh—m～，透 过液中水含量为98．1叭％．这归因于交联PEC同时具有“水通道”结构和化学交联化学键， “水通道”结构赋予复合膜超渗透性和高选择性，化学交联键赋予复合膜高的抗水性和稳定 性． 采用涂覆交联法成功制备出以碱水解聚丙烯腈中空纤维膜为底膜，GA交联PEC为涂覆 层的复合中空纤维膜．研究了涂覆液的pH和GA含量等因素对于复合中空纤维膜渗透汽化 性能的影响，获得了最佳的制备条件：涂覆液pH=5．O和GA用量为1．5叭％．此条件下制 gh。m～，分离因子高达2036．同时，进行了复合中空纤维膜渗透汽化放大实验，制备出膜 面积为0．163m2的大中空纤维膜组件用于异丙醇间歇脱水实验．初步结果表明，膜组件运 行正常并呈现出良好的渗透汽化性能． 关封觑聚电解质络合物、化学交联．渗透汽化膜、中空纤维膜、异丙醇脱水 Abstract a membr锄e foritsIower Pervaporation(PV)is promising technology energyconsumption， high pollution·f．ree．PV in solvent efficiency锄d h嬲been印pliedwidelyorg锄ic dehydration， remoValofVOCsf．romwater卸d of solVent separationorganic ideal materialsfor duet0their complexes(PECs)甜e pervaporationdehyCIrat．on ionic excellent PECsare in如s．ble柏d crosslinking锄dhydrophil；ci妙．Howev盱，solid commonly insolubIed嘴t0t11eionic structures．111this PECswere thesis，water crossIinking disperSible andth翎cmsslinl(ed