使用双重改性聚乙烯醇.doc

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1、使用双重改性聚乙烯醇(PVA)复合膜实现乙酸乙酯水溶液的渗透蒸发脱水摘要通过由全氟磺酸和正硅酸乙酯修饰的双改性聚乙烯醇用溶液凝胶法制备聚乙烯醇（PVA)—四乙氧基硅烷(TEOS)—全氟磺酸(PFSA)（PVA—TEOS—PFSA)杂化膜。聚丙烯腈（PAN）超滤膜作为基底膜，渗透蒸发脱水的乙酸乙酯（EAC）水溶液通过浸涂的方法制备聚乙烯醇–原硅酸四乙酯–全氟磺酸／聚丙烯腈复合膜。杂化膜通过溶胀度，静态接触角，傅里叶变换红外光谱andscanningelectronmicroscope.EffectsofPFSAandTE

2、OScontentsincoating，扫描电子显微镜进行了表征。分别研究了全氟磺酸和原硅酸四乙酯在涂层溶液中的含量solutiononPVperformanceofcompositemembranewereinvestigated,respectively.对复合膜的渗透汽化性能的影响。WithincreasingPFSAcontent,thepermeationfluxofcompositemembrane随着全氟磺酸含量的增加，复合膜的渗透通量increased,whiletheseparationfactord

3、ecreased.增加，而分离因子下降。恰恰相反，增加原硅酸四乙酯的含量导致渗透通量的降低和分离的因素增加。此外，分别研究了在不同的进料温度和进料中水分含量复合膜的渗透汽化性能。涂层中具有PVA／PFSA质量比为80／20和含量为20%重量的TEOS制备VA–TEOS–PFSA／PAN复合膜，这种膜展现出：乙酸乙酯（EAC）水溶液在40℃渗透蒸发脱去2%重量的水具有347.9gm-2h-1的渗透通量和2218的分离因子。关键词渗透汽化复合膜全氟磺酸乙酸乙酯水溶液脱水双改性介绍生产乙酸乙酯（EAC）通常是基于一个经典的在

4、乙醇(EtOH)中醋酸酯化过程（AC）的常规工业[1，2]。从蒸馏塔顶部的粗产品可形成产乙酸乙酯/乙醇/水（82.6／8.4／9，重量%）或乙酸乙酯／水（91.53/8.47，重量%）的共沸物，从这是很难通过传统的蒸馏纯化乙酸乙酯[3，4]。渗透汽化（PV）是一种节能环保的膜技术，应用分离共沸物，脱水溶剂，和有机成分的回收。如果渗透汽化过程被应用来代替净化乙酸乙酯的常规蒸馏装置，它可以节省很多能原[5]。到目前为止，近几年来只有少数文献对乙酸乙酯–水脱水系统进行报道。金研究小组[6，7]用聚乙烯醇/陶瓷和聚乙烯醇–壳聚

5、糖/陶瓷复合膜对乙酸乙酯-水混合物进行渗透蒸发脱水，复合膜表现出良好的分离性能。张等人【8】用戊二醛（GA）交联的壳聚糖（CS)/聚乙烯吡咯烷酮(PVP)共混膜对乙酸乙酯/乙醇/水（82.6/8.4/9.0,重量%）的共沸物渗透蒸发，壳聚糖/聚乙烯吡咯烷酮的质量比为9／1的膜具有优异的渗透蒸发性能。此外，一些研究者[9–12]以前报道通过聚乙烯醇基底膜的渗透蒸发脱水乙酸乙酯–水系统；然而，他们的渗透通量通常都很低。元等人[13]制备全氟磺酸––正硅酸乙酯/聚丙烯腈(PFSA–TEOS/PAN)纤维复合膜用于乙酸乙酯水溶

6、液的渗透蒸发脱水。与聚乙烯醇基底膜相比，它获得高的渗透通量，同时对水的低渗透性性进行了改进。一个成功的渗透蒸发过程的关键是实现膜的制备同时增加两者的分离因子和渗透通量。然而，大多数聚合物膜，包括聚乙烯醇，受到固有的水溶液中的渗透性和选择性之间权衡的缺点在。为了解决这种权衡的障碍，许多改性方法是通过化学进行交联，添加填料[14][15]，与其它聚合物的物理共混，表面改性，共聚或杂交。在这些方法中，杂交由于其适用于同时提高膜的稳定性和性能，是极大的令人感兴趣的方法，。近年来，研究人员已经准备了许多有机—无机杂化膜，如聚乙烯

7、醇／四乙氧基硅烷[16，17]，聚乙烯醇/（氨丙基三乙氧基）[18]，乙烯醇／环氧丙基三甲基硅氧烷(GPTMS）[19]，壳聚糖／环氧丙基三甲基硅氧烷[20]，壳聚糖/二氧化硅[21]。杂交有效地控制亲水性聚合物膜在水溶液中的溶胀，但膜的渗透通量通常是降低的。因此，控制溶胀度和同时保留渗透通量是这些膜改性的重点。全氟磺酸是由碳–氟为主链含有磺酸基团的全氟为侧链，具有优良的化学，机械和热性能[22]，其化学结构方案1中所示。全氟磺酸膜也被用于酒精和酸性水溶液的渗透蒸发脱水[23，24】，这具有较高的渗透通量但较低的对水渗

8、透性。当全氟磺酸作为聚乙烯醇膜的共混材料时，聚乙烯醇—全氟磺酸膜的渗透通量明显增加[25]。在目前的工作中，由全氟磺酸和四乙氧基硅烷双重改性的聚乙烯醇通过溶液凝胶法制备聚乙烯醇–四乙氧基硅烷–全氟磺酸杂化膜，希望膜的渗透蒸发性能得到改进。观察了四乙氧基硅烷,全氟磺酸和聚乙烯醇的相对质量比对溶胀性能,理化性状，杂化膜的形态以及乙酸乙