含氟聚合物/聚醚砜复合膜的制备及乙酸渗透汽化脱水性能

摘要：

制备高性能耐酸性渗透汽化脱水膜是膜分离领域的一个挑战.通过自由基聚合制备了含氟丙烯酸酯共聚物(PFHI),通过溶液浇铸的方式将其涂覆在聚醚砜(PES)基膜上首次得到含氟聚合物复合膜(PFHI/PES).以傅里叶变换衰减全反射红外光谱仪(ATR-FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)和热重分析仪(TG)等表征技术探讨了复合膜的官能团、微观形貌、表面元素组成及热稳定性等性质.研究结果表明,PFHI的丙烯酸酯主链间通过氨基甲酸酯形成交联网状结构,在PES基膜上可形成厚度均匀的膜层,通过调节PFHI的用量可容易地控制膜厚度.PFHI中的含氟侧链向膜表面迁移形成富氟层,增加了膜的表面疏水性并提高了膜的稳定性.将制备的PFHI/PES用于乙酸渗透汽化脱水,考察了膜厚度、操作温度和进料液浓度等对分离性能的影响,发现该膜具备较好的优先透水性,在20 ℃,质量分数98％乙酸水溶液中的分离因子可达194.19,渗透总通量为58.95 g/(m2·h).此外,由于PFHI中含氟侧链以及氨基甲酸酯交联结构的存在,该膜在乙酸质量分数为98％的溶液中至少可以稳定运行96 h,在乙酸脱水领域具有广阔的应用前景.

关键词：复合材料、含氟聚合物膜、渗透汽化、乙酸脱水、表面疏水

所属期刊栏目：43

分类号：TB324(工程材料学)

资助基金：国家自然科学基金22075253

在线出版日期：2023-09-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：118-128