共价反应型多层有机_无机复合膜组装及其渗透汽化性能_纪树兰

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1、第40卷第4期北京工业大学学报Vol．40No．42014年4月JOUＲNALOFBEIJINGUNIVEＲSITYOFTECHNOLOGYApr．2014共价反应型多层有机－无机复合膜组装及其渗透汽化性能纪树兰，王路，王乃鑫，张国俊(北京工业大学环境与能源工程学院，北京100124)摘要:对共价反应型多层有机－无机复合膜组装及其渗透汽化性能进行了研究．采用经硅烷偶联剂改性后的管式陶瓷膜作为基膜，通过动态层层吸附自组装(layer-by-layer，LbL)技术在管式陶瓷膜内表面分别组装聚丙烯酸(polyacryli

2、cacid，PAA)/聚乙烯醇(polyvinylalcohol，PVA)/戊二醛(glutaraldehyde，GA)，再通过热交联引发层间反应，生成共价键，形成稳定性较强的多层复合分离膜，并将其用于渗透汽化领域．考察了组装层数、复合时间、交联温度和PVA相对分子质量等条件对复合膜性能的影响．结果表明:当组装层数为5层、进料液温度为75℃时，2有机－无机复合膜对95%的乙醇/水体系，其透过液水的质量分数为99.5%，渗透通量可达102g/(m·h)．关键词:有机－无机复合膜;共价键;层层吸附自组装(layer-by

3、-layer，LbL)技术;渗透汽化中图分类号:TQ028.8文献标志码:A文章编号:0254－0037(2014)04－0634－07CovalentCrosslinkedAssemblyofMultilayerOrganic-InorgaincCompesiteMembranesforPervaporationPerformanceJIShu-lan，WANGLu，WANGNai-xin，ZHANGGuo-jun(CollegeofEnvironmentandEnergyEngineering，BeijingUn

4、iversityofTechnology，Beijing100124，China)Abstract:Thispaperstudiedcovalentcrosslinkedassemblyofmultilayerorganic-inorganiccompositemembranesforpervaporationperformance．First，tubularceramicsubstrateswerepre-treatedusingdynasylanameosilanecouplingagents．Then，poly

5、acrylicacid(PAA)/polyvinylalcohol(PVA)/glutaraldehyde(GA)wasdynamicallyassembledontotheinnersurfacesoftubularceramicsubstratesbyLbLtechnique．Subsequently，thecompositemembraneswerethermallycross-linkedtoformcovalentbonds．Thecovalentlycrosslinkedmultilayerswerest

6、able，whichcouldbeusedforpervaporationfields．Theeffectsoflayernumbers，filtrationtime，molecularweightofPVAandcrosslinkingtemperaturewereinvestigated．Ｒesultsshowthattheorganic-inorganictubularcompositemembraneshowsexcellentpervaporationperformancefortheseparationo

7、fethanol/water，andthemembraneobtainedwithfive2trilayershasapermeatefluxof102g/(m·h)whilethemassfractionofwaterinthepermeateis99.5%．Keywords:organic-inorganiccompositemembrane;covalentbond;LbLtechnique;pervaporation从膜分离技术的发展进程看，最早发展的有机便宜等优点，但其热稳定性差、易溶胀且运行稳定性膜虽然具

8、有成膜性能较好、选择性高、品种多和价格较差．20世纪70年代末，无机膜的研究开始引起人收稿日期:2013-03-08基金项目:国家“863”计划资助项目(2012AA03A607);国家自然科学基金资助项目(21176007);霍英东基金资助项目(131068)作者简介:纪树兰(1953—)，女，教授，主要从事膜分离技术与应用方面的研究，E-m