溴化聚苯醚渗透汽化非对称膜的制备及其乙醇/水分离性能

对聚苯醚(PPO)进行了溴代反应,采用凝胶相转化法制备溴代聚苯醚(BPPO)非对称膜.通过扫描电镜(SEM)观察膜表面及断面形貌,并以低浓度乙醇/水体系为研究对象,考察了添加剂含量、BPPO浓度、料液组成及料液温度对BPPO膜渗透汽化分离性能的影响.结果表明,该非对称膜较文献报道中的PPO膜,其分离因子有了明显的提高,在60℃添加剂浓度9.9%,BPPO浓度10%,进料液乙醇浓度5%时,膜的渗透通量236.4 g/(m2.h),其对乙醇的分离因子达到16.74.随着料液中乙醇浓度的增大,BPPO膜的分离因子减小,渗透通量增大;而随料液温度的升高,BPPO膜的分离因子及渗透通量均增大.

溴化聚苯醚超滤膜的表面亲水改性

先以溴化聚苯醚(BPPO)为基体,利用相转化法制备超滤膜,再用聚乙烯亚胺(PEI)作为改性剂,对BPPO膜进行一步法表面亲水改性.结果表明,PEI的接枝对膜具有较好的交联作用,随着接枝程度的提高,膜的纯水通量从125 L/(m^2·h)下降至90 L/(m^2·h),但截留能力随之提高,表现为切割分子量从270000下降至157000.同时,随着PEI接枝量的增加,膜表面亲水的氨基含量不断增加,膜的亲水性和抗污能力随之提高.实验表明,改性膜经牛血清蛋白(BSA)溶液污染后,其纯水通量恢复率最高可达89%,相比BPPO基膜提高了约40%.

溴化聚苯醚合成研究

三溴苯酚的制备,由苯酚溴化制备得到三溴苯酚,水和卤代烷烃的质量比为3∶1,混合溶剂的比例与苯酚的质量比为3∶1,采用溴素作为溴化剂,溴化剂的用量与苯酚的物质的量比为1. 65∶1,采用四乙基溴化铵作为反应的相转移催化剂,催化剂用量为苯酚用量的3%,采用双氧水作为本反应的氧化剂,与溴素的物质的量比为1. 2∶1最为适宜,在50℃下反应5h得到三溴苯酚产品。溴化聚苯醚中间体制备为在DMF作为反应溶剂的情况下反应中,三溴苯酚与纯碱反应生成对应的钠盐,采用2%过硫酸钾作为引发剂,进行聚合反应,在65℃反应5h,得到分子量分布窄的聚合物。溴化聚苯醚的制备,在反应中采用氯化溴作为反应的溴化剂,采用四氯化锡和三氯化铝作为复合催化剂进行低温反应,0～5℃反应6h,同时加入特定的稳定剂,得到溴化聚苯醚产品。

面向溶剂分离的纳滤复合膜的综合实验设计

交联剂4,4-联吡啶与溴化聚苯醚(BPPO)反应制备一种具有内交联网络的有机溶剂纳滤膜(CBPPO)。考察了BPPO和交联剂的含量,后处理过程的烘干温度和烘干时间,分析和调控最优耐溶剂复合膜的性能。实验结果表明,当选择BPPO含量为14.8%时,交联剂含量为20%(相对于BPPO质量),热处理温度和时间分别为40℃和40 min时,可获得最优的CBPPO耐溶剂纳滤膜。采用红外、接触角、电镜和溶剂浸泡等方法表征交联溴化聚苯醚的化学结构、有机溶剂纳滤膜表面形貌和溶剂稳定性。

不同侧链BPPO阴离子交换膜的制备及其抗污染性能

采用含有不同碳链长度的4-乙基吡啶、3-丁基吡啶与3-己基吡啶,通过亲核取代反应分别对溴化聚苯醚(BPPO)进行季铵化,制得三种阴离子交换膜(QBPPO-1、QBPPO-2、QBPPO-3)并对其电化学性能、脱盐性能以及抗污染性能进行了研究。实验结果表明随着吡啶环上烷基碳链的增长,制得的离子交换膜的离子交换容量呈现下降趋势,由1.92 mmol/g降至1.34 mmol/g,而膜面电阻逐渐增加,由2.99Ω·cm^(2)增加到10.59Ω·cm^(2);在电渗析实验中,与商业日本Fuji阴离子交换膜相比,本实验制备的三种离子交换膜均呈现出较高的脱盐率;在污染实验中,随着高分子骨架侧链碳链的增长,离子交换膜在污染实验中的的转折时间逐渐变短,抗污染能力下降;计算模拟结果表明疏水作用在有机污染物(十二烷基苯磺酸钠)与离子交换膜内高分子骨架侧链的亲和相互作用中占有重要地位。

有机硅烷改性ZSM-5/BPPO非对称膜制备及其渗透汽化性能

以硅烷改性ZSM-5分子筛为填充剂,采用沉浸凝胶相转化法制备了ZSM-5/BPPO非对称膜.结果表明,分子筛在BPPO膜中分散均匀,填充分子筛后膜表面粗糙度增大、疏水性增强.以低浓度乙醇-水体系为研究对象,考察了分子筛填充量、进料液浓度及进料液温度对ZSM-5/BPPO膜渗透汽化分离性能的影响.结果表明,随乙醇浓度增大,ZSM-5/BPPO膜的分离因子减小,渗透通量增大;随进料液温度升高,ZSM-5/BPPO膜的分离因子及渗透通量均增大;在60℃、分子筛填充量为0.3%(ω)时,ZSM-5/BPPO膜对5%(ω)乙醇-水体系的分离因子高达18.49,渗透通量为529.69g/(m2·h).ZSM-5/BPPO膜对不同醇-水体系的分离结果表明,醇类分子量越大,膜分离性能越好.