聚砜中空纖維載體上NaA型分子篩膜的制備.pdf

1、作為膜分離的一個重要分支，滲透汽化受到了許多學(xué)者的研究關(guān)注。中空纖維式膜組件與其他形式的膜組件相比，具有成本低、填充率高、有自支撐作用而占地面積小等優(yōu)點。目前受到廣泛關(guān)注的中空纖維滲透汽化膜材料主要是聚合物材料，但其存在溶脹、熱穩(wěn)定性差、滲透通量低和分離因子小等問題。而常見的無機材料，如分子篩，需要制備在成本較高的支撐體上，且還存在制成的膜組件體積較大、填充率低的問題。
　　因此，在有機中空纖維上合成分子篩膜，對于解決上述問題具有

2、一定的實際意義。然而，有機載體與分子篩之間結(jié)合性差，分子篩容易從載體上脫落。如何實現(xiàn)在有機中空纖維載體制備無機分子篩膜，使制備的膜材料兼具聚合物和無機分子篩的性能，成為滲透汽化膜領(lǐng)域一個重要的研究內(nèi)容。本文提出以聚砜(PSf)中空纖維為支撐體，通過在有機中空纖維表面涂覆中間層，采用水熱合成法在其表面合成NaA型分子篩膜，實現(xiàn)分子篩膜在有機中空纖維載體表面的連續(xù)致密生長。
　　首先，采用具有親水性PVA作為制備中間層的材料，成功在中

3、空纖維表面制備了NaA型分子篩膜?？疾炝颂砑又虚g層與否、合成時間、晶種粒徑、涂晶次數(shù)對分子篩膜分離性能的影響，優(yōu)化了制膜的工藝。結(jié)果表明，PVA中間層的存在有利于在PSf中空纖維載體上合成連續(xù)致密，無明顯缺陷的NaA分子篩膜。該膜的分離性能在合成時間大于6h、晶種平均粒徑90 nm、涂晶次數(shù)為3次時達到最佳，所制備的NaA型分子篩膜分離因子可達37.28，通量為3.53 kg·m-2·h-1。
　　為了進一步優(yōu)化膜的制備過程，減少

4、涂晶步驟對制備工藝的影響，采用聚合物/NaA作為復(fù)合中間層，在中空纖維表面合成分子篩膜?？疾炝酥虚g層材料、合成時間、涂膜方式、膜液晶種含量對分子篩膜分離性能的影響。結(jié)果表明，采用乙基纖維素(EC)/NaA復(fù)合中間層涂敷在中空纖維表面合成的分子篩膜，分離性能要高于采用PVA中間層涂敷在中空纖維表面合成的分子篩膜。涂膜方式對分子篩膜的分離性能影響很大，采用4wt％EC-50wt％NaA的復(fù)合晶種膜液一次浸涂，1.5wt％EC-xwt％NaA