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MOFs杂化膜的制备及其有机物/水分离性能研究

发布时间:2025-05-01 16:35
  有机/无机杂化膜兼具有机聚合物和无机粒子两者的优点,成为近年来膜领域研究的热点之一。然而杂化粒子的分散性、杂化粒子与有机聚合物的相容性、膜在运行过程中的稳定性是亟待解决的难题。金属有机骨架(MOFs)材料是一种新型的多孔杂化材料,它是以金属离子与有机配体自由组装而成的拓扑结构,并且具有高比表面积、高孔隙率、易于修饰的表面、选择吸附性、与有机聚合物相容性较好等特点。将MOFs材料应用在有机/无机杂化膜领域,能够有效地改善杂化粒子与聚合物之间的相容性,提高杂化膜的分离性能和稳定性。本研究选取了不同种类MOFs作为杂化粒子制备渗透汽化膜并将其用于有机物/水体系的分离,有效提高了杂化膜的分离性能。首先,在聚砜(PS)基底上利用超声浸渍法制备了MIL-53/PDMS杂化膜,用于乙醇/水体系的渗透汽化分离。通过扫描电镜(SEM)、X射线粉末衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、原子力显微镜(AFM)等手段对杂化膜的表面形貌及微观结构进行了表征,利用接触角仪(CA)测试膜表面分别对乙醇、水的亲疏性。通过对比实验证明MIL-53粒子的孔道对提高膜分离性能发挥了重要的作用。考察了MIL-53负载量、原料液...

【文章页数】:72 页

【学位级别】:硕士

【部分图文】:

图1-1理想溶液溶解-扩散模型

图1-1理想溶液溶解-扩散模型

图1-1理想溶液溶解-扩散模型Fig.1-1Idealsolutiondiffusionmechanism分离过程中涉及到渗透组分与分离膜、渗透组分之、耦合效应、热效应以及溶胀等。影响渗透汽化膜分物理化学结构、待分离组分的物理化学性质、待分离的相互作用等。此外,渗透汽....


图1-2有机无机两相不同的结合方式

图1-2有机无机两相不同的结合方式

(1)(2)图1-2有机无机两相不同的结合方式Fig.1-2Thedifferentwaysofcombinationbetweenorganicsandinorganics图1-2(1)中,有机聚合物和无机粒子通过弱的相互作用力(氢键、范德华力、静电....


图1-3(a)ZIF-8粒子与ZIF-8乳液制备的ZIF-8/PDMS杂化膜的性能对比;(b)文献中渗透汽化回收丁醇的性能对比

图1-3(a)ZIF-8粒子与ZIF-8乳液制备的ZIF-8/PDMS杂化膜的性能对比;(b)文献中渗透汽化回收丁醇的性能对比

将ZIF-8粒子以乳液的形式杂化到PDMS中用于丁醇的回收,利用ZIF-8粒子的超强疏水性、柔性的孔口结构以及良好的稳定性,有效的提高了杂化膜的分离性能,如图1-3所示,分离因子达到52.81,渗透通量也高达2800.5g/(m2h),与文献中报道的性能相比具有很大的....


图1-5CO2/CH4的渗透性和理想选择性Fig.1-5AveragednormalizedpermeabilitiesofCO2/CH4idealselectivities

图1-5CO2/CH4的渗透性和理想选择性Fig.1-5AveragednormalizedpermeabilitiesofCO2/CH4idealselectivities

图1-5CO2/CH4的渗透性和理想选择性Fig.1-5AveragednormalizedpermeabilitiesofCO2/CH4idealselectivities1.4本课题研究的目的和意义有机/无机杂化膜近年来已经成为分离膜领域的研究热点之一。在....



本文编号:4042591

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