一种新型亲水性有机-无机渗透蒸发分离膜-应用生态学报.PDF

V o l. 26 高 等 学 校 化 学 学 报 　 N o. 3　 2 0 0 5 年 3 月 　　 　　　　　CH EM ICAL JOU RNAL O F CH IN E SE UN IV ER S IT IE S　　　　　 　　 567～ 570　 一种新型亲水性有机- 无机渗透蒸发分离膜 聚丙烯酰胺复合膜的制备 1 1 2 2 1 周立志 , 王　星 , 程晓维 , 龙英才 , 平郑骅 ( 1. 复旦大学高分子科学系, 教育部聚合物分子工程重点实验室; 2. 复旦大学化学系, 上海 200433) ( ) 摘要　将纳米二氧化硅微孔膜用 甲基丙烯酰氧基 丙基三甲氧基硅烷处理, 再通过 自由基聚合接枝丙烯 酰胺单体制备出一种新型的亲水性有机无机复合膜. 用 T GA 测定了单体在二氧化硅粉末上的接枝率; 用 SEM 和A FM 观察了接枝反应前后膜表面形态的变化; 系统研究了接枝单体浓度对膜的渗透蒸发分离性能 的影响. 结果表明, 这种膜用于醇水和丙烯酸水溶液的分离有很好的选择性和渗透性; 在丙烯酰胺质量分数 为 3% 的溶液中接枝的膜有较好的分离性; 溶液浓度和操作温度对膜渗透性的影响非常特殊. 关键词　有机无机复合膜; 二氧化硅; 渗透蒸发; 聚丙烯酰胺 中图分类号　 63 1　　　　文献标识码　 　　　　文章编号　025 10790 (2005) O A 无水乙醇作为石油的主要替代品, 将成为未来能源之星的角色. 目前用于乙醇提纯的分离技 术 渗透蒸发具有高效节能和环境友好的特点, 备受人们的关注[ 1, 2 ]. 目前工业上大量应用的亲水性 [3 ] 聚合物膜如聚乙烯醇膜选择性都很高, 但渗透性较差 , 从而制约了该技术的发展. 近年来, 通过在 聚合物微孔膜表面的接枝反应来制备渗透蒸发分离膜的尝试, 提高了膜的渗透性[4, 5 ]. Coh en 等[ 6, 7 ] 在 微孔无机膜上, 接枝聚合物单体, 制成有机无机复合膜, 用于有机混合物的分离, 性能十分优异. 同 聚合物接枝改性膜相比, 这种以微孔无机陶瓷膜为支撑体的有机无机复合膜不仅有很好的选择性和 渗透性, 而且有很高的热稳定性和化学稳定性, 在渗透蒸发中具有潜在的应用前景. 但 目前有关在无 机膜上接枝亲水性有机单体的报道极少. 本文参照Coh en 等[ 6, 7 ] 的方法, 在 SiO 2 无机微孔膜上, 通过 硅烷化反应和自由基聚合反应, 接枝了丙烯酰胺等单体, 制成一种新型的亲水性有机无机复合膜. 这 种复合膜对有机水溶液的分离性能优良. 1　实验部分 1. 1　试剂与仪器 偶联剂 570: 南京曙