一种新型固体聚合物电解质复合气体分离膜的制备及气体透过性能的研究

采用单侧溶液交换法,把PEI/Pebax2533复合膜的Pebax2533外表面与AgBF4交换溶液接触,利用Ag+与Pebax2533分子链段中醚氧键之间的络合作用,将Ag+固定在PEI/Pebax2533复合膜中,从而制备了PEI/Pebax2533/AgBF4固体聚合物电解质复合气体分离膜.通过改变AgBF4交换溶液的浓度来调节复合膜表面银离子的负载量,控制复合膜对丙烯/丙烷的分离性能.随着AgBF4交换溶液浓度的增加,复合膜对烯烃出现明显的促进传递现象,塑性效应明显减弱.当AgBF4交换溶液浓度为8.0 mol/L时,PEI/Pebax2533/AgBF4复合膜丙烯/丙烷的分离系数远远超过1 000,塑性效应基本受到抑制.     

光还原对固体聚合物电解质膜结构及丙烯/丙烷分离性能的影响

用单侧表面溶液交换法制备PEI/Pebax2533/AgNO3及PEI/Pebax2533/AgBF4复合气体分离膜,研究了光还原对复合膜结构及气体渗透性能的影响.对PEI/Pebax2533/AgBF4 复合膜,光还原使活性载体Ag+浓度降低,对烯烃的促进传递作用减弱,导致丙烯渗透通量以及丙烯/丙烷的选择性明显下降.但光还原对PEI/Pebax2533/AgNO3复合膜的丙烯/丙烷分离性能无显著影响.复合膜中的Ag+被光还原为Ag0,使复合气体分离膜表面变为棕色.还原后的银颗粒含量随着交换溶液银盐浓度的增加而增加,证明交换溶液银盐的浓度明显支配着复合膜中的Ag+负载含量,从而影响膜的分离性能.     

N-乙酰吗啉基聚氧乙烯甲基丙烯酸酯及其甲苯/正庚烷渗透汽化性能

性能优异的渗透汽化膜是芳烃/烷烃渗透汽化分离技术工业化应用的基础."孔填充"复合膜作为值得关注的芳烃/烷烃渗透汽化膜的研究方向之一,其分离性能主要由功能性接枝聚合物层决定.借鉴工业上分离精制芳烃的优秀溶剂N-甲酰吗啉的分子结构,设计合成了含吗啉酰胺基团的新型聚氧乙烯甲基丙烯酸酯大分子单体——N-乙酰吗啉基聚氧乙烯甲基丙...     

多孔壳/磁核结构光催化剂的制备及表征

以聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物(P123)为结构导向剂,钛酸丁酯(TBOT)为钛源,SiO2/NiFe2O4为核,制备了具有多孔结构可磁分离的Ti O2/SiO2/NiFe2O4光催化剂。采用N2吸附-脱附、TEM、HRTEM、SEM、XRD和VSM等手段对样品进行分析表征。样品颗粒呈球形,分布均匀,平均粒径约为40nm,具备良好的磁分离性能。以硝基苯为模拟物测定其光催化活性,UV光照条件下,240min内硝基苯污染物降解完全,表明该光催化剂具有良好的光催化活性。     

介孔碳材料对染料大分子的吸附性能研究

采用嵌段共聚物聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(PEO-PPO-PEO,F127)和聚二甲基硅氧烷-聚氧乙烯(PDMS-PEO)为混合模板剂制备了有序介孔碳材料,并采用小角X射线散射(SAXS)和氮气吸附/脱附对其结构进行了表征,进一步研究了上述介孔碳材料对甲基橙、亚甲基蓝和碱性品红3种染料大分子的吸附性能。     

SPEEK/P4VP酸碱复合质子交换膜的制备与性能

利用4-乙烯吡啶(4-VP)碱性单体与磺化聚醚醚酮(SPEEK)共混,通过热聚合方法制备了SPEEK/P4VP酸碱复合质子交换膜,并考察了引发剂种类、用量和P4VP添加量对复合膜制备和性能的影响。质量分数为0.2%的偶氮二异丁腈较适宜作为引发剂制备复合膜;P4VP的添加使得复合膜的质子传导率和离子交换容量IEC(IEC=mmol SO3H/g drymembrane)略有下降,但复合膜的吸水率降低,抑制溶胀能力增强,且温度越高,抑制能力越为明显,此外复合膜的阻醇性能和拉伸屈服应力也有所提高,当4-VP的含量在50%(质量分数,下同)时,复合膜的甲醇渗透率与SPEEK和Nafion膜相比分别下降了70%和99%。     

PEBA/PVDF复合膜的溶胀及渗透汽化性能研究

为从醋酸正丁酯稀水溶液中回收微量酯,采用涂布法制备了聚醚共聚乙酰胺/聚偏氟乙烯(PEBA/PVDF)复合膜.考察了复合膜在醋酸正丁酯稀水溶液中的溶胀性能,探讨了浸泡时间、浸泡液温度及浸泡液浓度等因素对溶胀度的影响.通过拉力试验,测试了复合膜的力学性能.通过渗透汽化实验,从醋酸正丁酯稀水溶液中分离出醋酸正丁酯,研究了料液浓度、料液温度等因素对复合膜分离性能的影响.结果显示,复合膜在醋酸正丁酯稀水溶液中具有良好的溶胀性能及渗透汽化性能;40℃下分离质量分数为0.6%的醋酸正丁酯水溶液,渗透通量达到280.43 g/(m2.h),分离因子为308.65.     

聚偏氟乙烯-氟化二氧化硅有机-无机复合膜的制备及脱硫性能

以聚偏氟乙烯(PVDF)为基膜材料,通过溶胶凝胶-氟化法在PVDF膜表面沉淀氟化的二氧化硅纳米颗粒(fSiO_2),制备聚偏氟乙烯-氟化二氧化硅(PVDF-fSiO_2)有机-无机复合膜。通过衰减全反射傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱、场发射扫描电子显微镜、接触角测定仪等对PVDF-fSiO_2复合膜进行表征,并评价其脱硫性能。结果表明,PVDFfSiO_2复合膜表面的接触角为106.9°,明显高于PVDF膜的76.4°;由于PVDF-fSiO_2复合膜的良好疏水性能和fSiO_2粒子对基膜的保护作用,随着脱硫时间的延长,PVDF-fSiO_2气-液膜接触器的脱硫率基本保持在79%左右。     

支撑层对PDMS渗透汽化复合膜分离乙酸-水性能的影响

制备了聚四氟乙烯(PTFE)、聚醚砜(PES)和聚偏氟乙烯(PVDF)作为支撑层材料的3种PDMS复合膜,研究了支撑层对复合膜分离水中乙酸性能的影响。结果表明,复合膜的分离性能不仅取决于活性层的物理化学性质,也与支撑层的结构及制备方法有关。随着料液浓度的增大,3种复合膜的渗透通量均增加,但分离因子却因不同支撑层材料而不同;随着料液温度的升高,3种复合膜的通量均大幅度增加,分离因子则随之下降;随着料液流速的增加,3种复合膜的渗透通量均先增加而后趋于平稳,分离因子则先降低而后几乎不变。     

碳纳米管填充硅橡胶膜回收大豆油/正己烷混合油的溶剂

采用膜分离技术取代当前的蒸发工艺回收植物油浸取工艺中的浸取溶剂,这一新技术不涉及相变,节能效果明显.为此,研制了单壁碳纳米管填充聚二甲基硅氧烷/聚偏氟乙烯(PDMS/PVDF)复合膜,通过接触角和SEM等方法对复合膜的表面进行表征.将制备的复合膜应用于从大豆油/正己烷(质量比1∶3)混合油中回收溶剂正己烷,考察了碳纳米管填充量和高温纯化处理对复合膜分离性能的影响.结果表明,碳纳米管经高温纯化预处理后,所制成填充复合膜的分离性能得到了较大的提高.     

纳米ZnS/PVDF复合膜的制备及其光学性能

以醋酸锌(ZnAC₂ ·2H₂O)和聚偏氟乙烯(PVDF)为原料, N-N-二甲基甲酰胺为溶剂, 采用溶胶-凝胶原位复合的方法制备纳米硫化锌/聚偏氟乙烯复合膜。X射线衍射和透射电镜分析表明, 复合膜中的ZnS晶粒分布均匀, 平均尺寸在3~7nm之间, 具有明显的立方相结构。紫外-可见吸收光谱和荧光光谱分析表明, 随着ZnS晶粒度的减小, 复合膜的吸收边出现从310→270nm的蓝移, 该复合膜中同时存在368nm的激子复合发光和429nm自激活发光。分散剂的加入不会对复合膜的荧光性能产生本质的影响, 但可以使ZnS生长速度减慢, 分散更均匀。      

氟硅橡胶复合膜透气性的研究

通过把氟硅橡胶填充进多孔微滤支撑体来制备聚偏氟乙烯(PVDF)和氟硅橡胶(FVMQ)的复合膜.并研究了支撑层孔径和白炭黑填料对FVMQ复合膜透气性能的影响.自制气室,测试了FVMQ复合膜对H2、Ar和N2的渗透特性.结果表明,PVDF膜孔径越大FVMQ复合膜的渗透速率就越快,在FVMQ溶液中加入白炭黑填料却降低了膜的渗透速率.支撑层孔径对膜渗透性能的影响比填料的影响显著.对FVMQ复合膜透气性的研究为其在气体分离方面应用奠定基础.     

乙基纤维素/TiO2复合膜的制备及气体渗透性能

以乙基纤维素(EC)和正钛酸丁酯(TBT)为主要原料,通过溶胶-凝胶(Sol-Gel)法制备了EC/TiO2复合膜。研究了TiO2粒子在复合膜中分布形貌、复合膜的结构变化及对气体渗透和分离性能的影响。结果表明,TiO2质量分数达到25%时,微米级的TiO2粒子均匀分散在复合膜中,复合膜形成有机-无机三维网络结构,测试气体在膜中的渗透行为主要受动力学因素控制,其中H2、O2透气系数分别增大至纯EC膜的1.8倍和1.3倍,H2/N2及O2/N2分离性能略有提高。     

一种用于三维打印光敏支撑材料的性能

根据三嵌段聚合物聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(F127)与紫外光固化单体聚乙二醇(400)二丙烯酸酯(SR344)间的协同效应,制备了一种用于紫外光固化三维打印(3DP)的支撑材料,研究了喷射稳定性对支撑材料喷射面表面形貌的影响,支撑材料的力学性能以及固化收缩率等因素对成形精度的影响;并用扫描电镜(SEM)观察了支撑材料与实体材料接触面分离情况。结果表明,支撑材料固化后具有一定的力学性能,成形尺寸稳定,与实体材料容易分离且不影响模型的表面精度。     

空心超顺磁性Fe3O4纳米微球的制备与表征

利用聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段共聚物F127作为模板采用共沉淀法制备了空心超顺磁性Fe3O4纳米微球并用X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)进行了表征，纳米微球的大小为55-75nm，壳的厚度为7nm左右，颗粒大小均匀、在水溶液中分散良好．     

导电聚合物有序超薄膜结构及光电特性

采用LB 膜诱导沉积法制备聚(3, 4)乙烯二氧噻吩(PEDOT)高度有序导电聚合物薄膜.实验表明,聚(3, 4)乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺(PEDOT-PSS)纳米粒子对单分子层具有包裹作用,形成了稳定的复合单分子膜;二次离子质谱(SIMS)和小角X 射线反射(XRR)分析表明十八胺-硬脂酸/聚(3, 4)乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺(ODA-SA/PEDOT-PSS)组装体优于十八胺/聚(3, 4)乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺ODA/PEDOT-PSS,具有更好的成膜性能,表面粗糙度小且稳定可控,薄膜具有较好的有序结构.设计了不同的测试结构,测量了复合膜的垂直电导率和水平电导率,研究了薄膜的直流电流-电压特性,采用变程跳跃模型(VRH)对结果进行了拟合,表明三维变程跳跃模型(3D-VRH)可以较好的解释多层膜中载流子的迁移.     

无机添加剂对磺化杂环共聚醚砜复合膜性能的影响

以磺化联苯型杂萘联苯共聚醚砜(SPPBES)为涂层材料,分别加入LiCl、NaCl、KCl作为无机添加剂配制浸涂稀溶液,在联苯型杂萘联苯共聚醚砜(PPBES)超滤底膜上,采用涂覆方法制备磺化杂萘联苯共聚醚砜复合纳滤膜(SPPBES-LiCl、SPPBESNaCl和SPPBES-KCl)。考察了无机添加剂对复合膜的分离性能的影响,复合膜对不同无机盐的脱盐率顺序均为Na_2SO_4NaClMg SO_4MgCl_2,表现出荷负电纳滤膜的分离特征,以LiCl为添加剂所制备的SPPBES-LiCl复合纳滤膜的脱盐率最高,通量最小。研究了复合膜的耐热性能和耐氧化性能,当操作温度从20℃升至95℃时,SPPBES-LiCl复合膜的通量由46 L·m~(-2)·h~(-1)增加到130 L·m~(-2)·h~(-1),而脱除率下降约3%,相比于SPPBES-NaCl和SPPBES-KCl,SPPBES-LiCl复合膜分离性能随操作温度升高变化最小。在0.2 g·L~(-1)的NaCl O溶液中浸泡8 d,SPPBES-LiCl复合膜通量增大2%左右,而SPPBES-NaCl与SPPBES-KCl的通量增幅小于8%;相比于SPPBES-NaCl和SPPBES-KCl膜,SPPBES-LiCl复合膜具有更好的耐氧化稳定性。此外,3种磺化杂萘联苯共聚醚砜复合纳滤膜均表现出了较好的耐酸碱稳定性。     

高选择性PDMSP/VDF复合膜渗透汽化分离乙醇/水混合物

以聚偏氟乙烯( PVDF)为基膜、聚二甲基硅氧烷(PDMS)为选择层制备了PDMS/PVDF复合膜,应用于渗透汽化分离乙醇/水混合物.系统研究了膜交联温度、操作温度、物料浓度和膜下侧压力对乙醇/水混合物的渗透汽化分离性能的影响,发现经130℃交联的复合膜在温度为60℃时,对乙醇的分离因子为8.23,可将乙醇浓度从体积分...     

PDMS/PVDF复合膜渗透汽化分离乙酸/水体系的性能研究

制备了聚二甲基硅氧烷/聚偏氟乙烯(PDMS/PVDF)渗透汽化复合膜,用于分离乙酸/水体系。研究了料液中乙酸浓度、料液温度、料液流速对复合膜分离性能的影响,比较了不同孔径PVDF支撑层的PDMS/PVDF复合膜的分离性能。结果表明:料液浓度增大、温度升高、流速加快有利于复合膜的传质,使渗透通量增加,但分离因子却表现出不同的变化趋势。渗透通量的大小按复合膜支撑层孔径的排列顺序为0.2μm0.45μm0.1μm1.0μm2.0μm,分离因子则为0.1μm2.0μm0.2μm0.45μm1.0μm,说明支撑层的结构对复合膜的分离性能具有重要的影响。     

原位气相聚合法合成制备PTh/PVDF导电复合膜的研究

在低温低压条件下,以FeCl3为氧化剂,通过原位气相聚合法合成制备PTh(聚噻吩)/PVDF(聚偏氟乙烯)导电复合膜,探讨了制备条件对复合膜性能的影响.ATR-IR光谱测试结果证实,该复合膜的光谱图中出现了聚噻吩的特征吸收峰.扫描电镜观察表明,该复合膜的表观形貌随聚合进行而逐步变化.四探针法测试结果显示,该复合膜的电导率为0.1～1.0S·cm-1.滤速法测定结果说明,该复合膜的平均孔径随聚合反应时间增加而逐渐减小.