膜氧合器用PEEK中空纤维膜的孔结构调控及性能研究

以聚醚醚酮(PEEK)为基体材料、聚醚酰亚胺(PEI)为致孔剂,采用共混熔融纺丝法和热致相分离法制备膜氧合器用PEEK中空纤维膜,研究了PEEK/PEI质量比、水冷温度、退火温度及萃取剂种类对PEEK中空纤维膜孔结构的影响,并对PEEK中空纤维膜的力学性能和气体渗透性进行了表征。结果表明:当PEEK/PEI质量比为4/6、水冷温度为20℃、退火温度为250℃并采用反应型萃取剂时,所得PEEK中空纤维膜具有内层多孔、外层相对致密的膜结构,其平均孔径为21 nm、比表面积为134 m^(2)/g、孔容为0.71 cm^(3)/g;与商用聚甲基戊烯(PMP)中空纤维膜相比,PEEK中空纤维膜具有相似的孔形貌、更高的比表面积与孔容;PEEK中空纤维膜具有较好的力学性能和气体渗透性,断裂强度和气通量分别达0.327 cN/dtex和33.46 mL/(cm^(2)·min·bar),基本满足膜氧合器的性能要求。

氧化石墨烯量子点/聚丙烯腈纳米纤维复合质子交换膜的制备及其性能

为提高全氟磺酸(Nafion)膜的质子传导率和尺寸稳定性,利用静电纺丝技术制备了氧化石墨烯量子点(GOQDs)/聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜,并通过Nafion溶液浸渍法制备了纳米纤维复合质子交换膜。借助扫描电子显微镜、共聚焦显微镜、热重分析仪和X射线衍射仪等对纳米纤维及复合膜的结构和性能进行表征。结果表明:GOQDs在PAN纳米纤维中均匀分布,GOQDs的加入减小了纳米纤维的直径;纳米纤维形成三维网络结构,对复合膜起到了骨架支撑作用,提高了复合膜的尺寸稳定性,同时提高了复合膜的热稳定性和吸水性;GOQDs质量分数的增加提高了复合膜的质子传导率,80℃时复合膜的质子传导率最高可达0.182 S/cm。