聚乙烯醇/聚丙烯酸/POSS杂化膜制备及膜中分子传递机理研究

批准号:
20976145
项目类别:
面上项目
资助金额:
35.0 万元
负责人:
刘庆林
依托单位:
学科分类:
B0804.分离工程
结题年份:
2012
批准年份:
2009
项目状态:
已结题
项目参与者:
张秋根、熊鹰、朱爱梅、施丰峰、孟啸娟、曾清华、汪苏卿、黄淑萍、黄丝梦
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中文摘要
采用PVA,PAA和笼型结构的POSS合成PVA/PAA/POSS有机-无机杂化膜。研究无机相在PVA/PAA基体中分散特性,考察加入无机相后高分子链迁移受阻的程度及这种链迁移受限对渗透分子在膜中的吸附与扩散造成的影响。研究杂化膜的主体微观结构和膜表面结构以确定膜表面的组成,膜相结构和POSS 含量之间的关系。研究POSS 中R 基的类型,R 链的长度,R基的刚硬性和活性对膜的结构及膜的分离性能的影响,用蒙特卡洛法模拟R 基团对有机网络结构的影响。基于POSS的笼型结构,渗透分子在高分子链和笼之间所形成的孔穴中扩散和高分子基体中扩散存在明显差异,用分子动力学模拟渗透分子在这两种不同场所的扩散行为,结合实验探明分子在杂化膜中传递机理。利用甲醇/甲醇酸乙酯等体系研究PVA/PAA/POSS杂化膜的渗透行为。通过结构研究可弄清膜的主体结构,表面结构和膜性能的关系,调控R基团制备性能优异的杂化膜。
英文摘要
本研究旨在制备性能优良的渗透汽化膜,以乙二醇/甲醇等为分离体系考察膜的分离性能。根据溶解度参数理论及亲/疏水平衡理论,结合乙二醇/甲醇等体系的物理化学特点,选择壳聚糖-聚乙烯吡咯烷酮为高分子膜材料用于渗透汽化分离乙二醇/甲醇混合物。由于聚合物溶胀严重,机械强度明显下降,结果导致渗透汽化性能下降。为了提高渗透汽化膜的机械强度和渗透汽化分离性能,采用了增加支撑层、利用紫外交联和硅烷偶联剂交联三种措施对膜进行处理。其中硅烷偶联剂选择正硅酸乙酯(TEOS)和1,2-双(三乙氧基硅基)乙烷(BTEE),制备了醋酸纤维素(CA)-壳聚糖(CS)/聚乙烯吡咯烷酮(PVP)复合膜、UV-CS/PVP紫外交联膜、CS/PVP-TEOS、 CS/PVP-BTEE有机-无机杂化膜,拟提高膜的渗透汽化性能。通过红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等表征手段研究了膜的物理化学结构。.结果表明,CS和PVP存在一个最佳共混比例10:1,支撑层可以显著增加膜的机械强度,提高膜的分离性能。通过CA支撑,复合膜的渗透汽化分离因子(PSI)值提高了大约80%。紫外交联和硅化学交联都能显著降低膜的溶胀性,提高膜热稳定性和机械强度,同时显著提高膜的分离性能。紫外交联4分钟后的CS/PVP共混膜的渗透通量达99.76 g•m-2h-1,分离因子为1099,PSI值提高了206.1%。分离因子随着硅烷偶联剂增加而显著增加,当BTEE含量为10.04 wt%时,杂化膜的最高分离因子为6129。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Quaternized polyepichlorohydrin/PTFE composite anion exchange membranes for direct methanol alkaline fuel cells
直接甲醇碱性燃料电池用季铵化聚环氧氯丙烷/PTFE复合阴离子交换膜
DOI:10.1016/j.memsci.2011.01.043
发表时间:2011-04-01
期刊:JOURNAL OF MEMBRANE SCIENCE
影响因子:9.5
作者:Guo, Tian Yi;Zeng, Qing Hua;Broadwell, Ian
通讯作者:Broadwell, Ian
A novel poly(dimethyl siloxane)/poly(oligosilsesquioxanes) composite membrane for pervaporation desulfurization
一种用于渗透汽化脱硫的新型聚二甲基硅氧烷/聚低聚倍半硅氧烷复合膜
DOI:--
发表时间:--
期刊:Journal of Membrane Science
影响因子:9.5
作者:Zhang, Qiu Gen;Fan, Bing Cheng;Liu, Qing Lin;Zhu, Ai Mei;Shi, Feng Feng
通讯作者:Shi, Feng Feng
DOI:10.1039/c2jm30653k
发表时间:2012-05
期刊:Journal of Materials Chemistry
影响因子:--
作者:Q. Zhang;Q. Liu;S. Huang;Wei Hu;A. Zhu
通讯作者:Q. Zhang;Q. Liu;S. Huang;Wei Hu;A. Zhu
Influence of flexible oligo(tetrafluoroethene) segment on the sorption and diffusion of carbon dioxide in poly(amide‐imide) membranes
柔性寡聚四氟乙烯链段对聚酰胺酰亚胺膜中二氧化碳吸附和扩散的影响
DOI:10.1002/app.33411
发表时间:2011
期刊:
影响因子:--
作者:Yu Chen;S. Huang;Q. Liu;I. Broadwell;A. Zhu
通讯作者:A. Zhu
Preparation of multisensitive poly (N-isopropylacrylamide-co-acrylic acid)/TiO2 composites for degradation of methyl orange
多敏聚(N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸)/TiO2复合材料的制备用于降解甲基橙
DOI:10.1016/j.eurpolymj.2011.01.011
发表时间:2011-05-01
期刊:EUROPEAN POLYMER JOURNAL
影响因子:6
作者:Wang, Su Qing;Liu, Qing Lin;Zhu, Ai Mei
通讯作者:Zhu, Ai Mei
四苯基环戊二烯基新型爪形阴离子交换膜的合成和稳定性研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:54万元
- 批准年份:2022
- 负责人:刘庆林
- 依托单位:
二面角构象嵌段型苯并咪唑盐阴离子交换膜的合成与性能研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:63万元
- 批准年份:2020
- 负责人:刘庆林
- 依托单位:
基于空间立体构型的高性能噻吩类阴离子交换膜的制备与表征
- 批准号:21878252
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:65.0万元
- 批准年份:2018
- 负责人:刘庆林
- 依托单位:
用于碱性燃料电池的含胍盐接枝共聚物阴离子交换膜的合成和性能研究
- 批准号:21576226
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:75.0万元
- 批准年份:2015
- 负责人:刘庆林
- 依托单位:
面向燃料电池的亲/疏水嵌段阴离子交换膜的结构调控、性能和离子传输机理
- 批准号:21376194
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:85.0万元
- 批准年份:2013
- 负责人:刘庆林
- 依托单位:
具有互穿网络结构的聚乙烯醇/聚乙烯亚胺系列共混阴离子交换膜表面分子链移动性、结构和性能
- 批准号:21076170
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:38.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:刘庆林
- 依托单位:
碳/硅杂化膜的制备、微相结构及膜相中渗透分子传递机理
- 批准号:50573063
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:26.0万元
- 批准年份:2005
- 负责人:刘庆林
- 依托单位:
催化杂化膜制备、膜体系的分子扩散及膜催化机理研究
- 批准号:50243014
- 项目类别:专项基金项目
- 资助金额:23.0万元
- 批准年份:2002
- 负责人:刘庆林
- 依托单位:
国内基金
海外基金
