有機-無機多硅雜化膜的制備及表征.pdf

1、有機-無機雜化是通過共混法、原位聚合法、溶膠-凝膠法等在有機網(wǎng)絡(luò)中引入無機質(zhì)點，從而將有機組分與無機組分良好的結(jié)合起來。因此有機-無機雜化膜兼具了有機膜與無機膜的優(yōu)點，膜的機械性能得到增強，熱穩(wěn)定性和耐溶劑性能都大大提高。另一方面，將有機-無機雜化材料應(yīng)用于離子膜領(lǐng)域，改善了離子膜在高離子交換容量時，高溶脹的性質(zhì)。同時由于無機組分的引入，膜的滲透、選擇性也可能得到很大程度的改進。因此近年來得到快速發(fā)展。
　　 本文利用溶膠-凝膠

2、（sol-gel）以及共混法，制備了有機-無機雜化非離子膜和有機-無機雜化陽離子交換膜，并測試了膜的一些基本物理化學(xué)性能，特別的對于雜化陽離子交換膜，首次將其應(yīng)用于擴散滲析回收堿的應(yīng)用方面。主要的實驗過程和實驗數(shù)據(jù)如下：
　　 （1）以乙二胺（EDA）、氯甲基三乙氧基硅烷（CMTES）和聚乙烯醇（PVA）為原料，首先通過EDA和CMTE制備小分子多硅化合物，之后通過溶膠-凝膠法與PVA反應(yīng)制備雜化膜?？疾炝薈MTES的含量以及溶

3、劑、催化劑對成膜性能的影響。通過熱分析儀（TG-DSC）、掃描電子顯微鏡（SEM）和機械性能等測試了膜的物理化學(xué)性能和熱穩(wěn)定性，并將膜嘗試應(yīng)用在滲透汽化分離乙醇/水體系中。實驗結(jié)果表明，選用KOH作為催化劑，乙醇作為溶劑制得的雜化膜表現(xiàn)出較好的物理化學(xué)性能。
　　 （2）以丙烯酸（AA）、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（γ-MPS）和聚乙烯醇（PVA）為原料通過溶膠-凝膠反應(yīng)制備多硅共聚雜化陽離子交換膜，考察了不同含量的共聚

4、物poly(AA-co-γ-MPS)對膜性能的影響。該系列膜具有較好的熱穩(wěn)定性（熱降解溫度為264-270℃）和機械性能。并且隨著共聚物含量的增加，膜的親水性逐漸下降（81.6-70.8％），離子交換容量卻逐漸上升（0.76-0.90 mmol/g）。最后將膜應(yīng)用于擴散滲析分離NaOH和Na2WO4體系，表現(xiàn)出了較好的分離效果（滲析系數(shù)：0.010-0.042m/h）。在35℃時，使用含poly(AA-co-γ-MPS)質(zhì)量分數(shù)50％的