資源描述：
《基于mmt的有機(jī)無機(jī)雜化滲透汽化膜的制備與應(yīng)用.textma...》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、www.h2o123.com*基于MMT的有機(jī)/無機(jī)雜化滲透汽化膜的制備與應(yīng)用1122**2顧瑾，楊慧昌，張亞濤，張林，陳歡林1(江南大學(xué)化學(xué)與材料工程學(xué)院，江蘇無錫214122；2浙江大學(xué)材料與化工學(xué)院，浙江杭州310027)摘要：采用離子交換法對(duì)鈉基蒙脫土進(jìn)行有機(jī)化，并通過乳液聚合方法制備了聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸/蒙脫土(PMMA-AA/MMT)有機(jī)-無機(jī)納米復(fù)合材料，用該聚合材料制得滲透汽化膜。通過X光衍射對(duì)蒙脫土在甲基丙烯酸甲酯/聚甲基丙烯酸丁酯滲透汽化膜中的形貌和分布進(jìn)行表征，結(jié)果表明蒙脫土片層呈剝離狀態(tài)分布在有機(jī)主體中?？疾炝嗣?/p>
2、脫土含量和料液溫度對(duì)膜滲透汽化分離對(duì)二甲苯/鄰二甲苯的影響，發(fā)現(xiàn)在滲透汽化有機(jī)膜中添加蒙脫土可以提高膜的分離選擇性和滲透通量。關(guān)鍵詞：滲透汽化;二甲苯;蒙脫土;有機(jī)/無機(jī)納米復(fù)合材料引言蒙脫土是一類天然的具有層狀結(jié)構(gòu)的黏土礦物，在適當(dāng)?shù)臈l件下在聚合物基體中能剝離[1]為納米尺度的片層，從而形成納米復(fù)合材料。Lin等人通過熔融聚合的方法制備了Nafion/MMT納米復(fù)合材料膜用于甲醇燃料電池中，發(fā)現(xiàn)在Nafion膜中添加蒙脫土可以提高分離因子和降低膜的導(dǎo)電性，但同時(shí)也降低了膜的甲醇通量，說明在Nafion膜中添加蒙脫土的可[2]行性。Wang等
3、人制備了聚酰胺/蒙脫土納米復(fù)合材料，相比于純聚酰胺聚合物材料，其玻璃化溫度大大提高，而且用這種聚合材料制成的滲透汽化膜可以用來分離10-90wt.%的乙[3]醇水溶液，滲透通量下降，但是分離因子得到了提高。Lue等人制備了聚亞胺酯/沸石有機(jī)/無機(jī)共混膜用于滲透汽化分離對(duì)二甲苯/鄰二甲苯，相比與單純的聚亞胺酯滲透汽化膜而言，發(fā)現(xiàn)在聚亞胺酯中添加沸石等硅酸鹽礦物，可以同時(shí)提高擴(kuò)散系數(shù)和擴(kuò)散選擇性系數(shù)，并且[4]滲透通量和分離因子都隨著雜化材料中沸石質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而增加。Yang等人通過插層聚合方法合成了聚丙烯酰胺/坡縷石(鏈狀結(jié)構(gòu)粘土礦物)有機(jī)/
4、無機(jī)雜化滲透汽化膜，并成功地o用于分離間二甲苯/對(duì)二甲苯體系。在25C下分離間二甲苯質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10wt.%的間二甲苯和對(duì)二甲苯料液，發(fā)現(xiàn)在納米復(fù)合材料中添加1.92%的坡縷石，分離因子可以達(dá)到最大值αm/p=1.399，并且滲透通量隨著納米復(fù)合材料中坡縷石含量的增加而增加。以上都說明了在有機(jī)滲透汽化膜中添加無機(jī)物可以提高滲透汽化性能，但是對(duì)有機(jī)/無機(jī)滲透汽化膜分離二甲*國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No.20506021)**Correspondingauthor,TEL:+8657187952121,E-mailaddress:linzhang
5、@zju.edu.cn(L.Zhang)www.h2o123.com苯異構(gòu)體的研究還比較少，而二甲苯作為一種重要的化工原料，分離二甲苯異構(gòu)體顯得尤為重要，常用來分離二甲苯異構(gòu)體的傳統(tǒng)工藝有吸附法和結(jié)晶法，而滲透汽化作為一種新型的膜分離技術(shù)，因其能耗低、工藝簡單、投資費(fèi)用低可以用來替代傳統(tǒng)工藝方法分離二甲苯異構(gòu)體。1實(shí)驗(yàn)部分1.1有機(jī)蒙脫土的制備稱取一定量的鈉基蒙脫土在水中高速攪拌1h，再稱取一定量十六烷基三甲基溴化銨，用濃鹽酸溶解，得到均勻的質(zhì)子化溶液。并將該溶液逐滴加入到蒙脫土水分散液中，滴加完-1后，繼續(xù)在80℃的水浴中轉(zhuǎn)速為300N.m
6、in的條件下，攪拌4小時(shí)，冷卻，抽濾，不斷用-1-蒸餾水洗滌，用0.1mol.L的AgNO3檢驗(yàn)，直至過濾液中不存在Br為止，在90℃的條件下真空干燥，研磨并過80目篩子，得到有機(jī)化的蒙脫土。1.2PMMA-AA/MMT納米復(fù)合材料的制備分別稱取甲基丙烯酸甲酯20g和丙烯酸10g置于1000mL的三口燒瓶中，再稱取一定量的有機(jī)蒙脫土和一定量的十二烷基硫酸鈉，用250mL水溶解于該燒瓶中，并將燒瓶放入o-180C的水浴中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，轉(zhuǎn)速為250N.min攪拌0.5h，再加入引發(fā)劑K2S2O3聚合，o繼續(xù)攪拌反應(yīng)12h，抽濾，在90C下真空干
7、燥，研磨并過80目篩子，得到白色粉末。1.3滲透汽化膜的制備稱取一定量的PMMA-AA/MMT納米復(fù)合材料溶解于四氫呋喃中，配制成6%的鑄膜溶液，刮制于聚丙烯腈超濾底膜上獲得滲透汽化復(fù)合膜。1.3.1膜材料結(jié)構(gòu)分析用D-MAX_RA型12千瓦轉(zhuǎn)靶X射線儀連續(xù)記譜掃描，CuKα輻射，后單色器，管電ooo-1壓40kv，管電流100mA，掃描范圍2~80，掃描速度0.02min。1.3.2滲透汽化實(shí)驗(yàn)采用普通的滲透汽化裝置。評(píng)價(jià)滲透汽化過程的主要參數(shù)是滲透通量(J)和分離因子(α)，分別定義為：ΔGJ=AiΔt(1)YY/poα=(2)po/X/
8、Xpo式中，△G為△t時(shí)間內(nèi)通過面積為A的膜的滲透液質(zhì)量；Xp、Xo、Yp、Yo分別表示www.h2o123.com料液中對(duì)二甲苯和鄰二甲苯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，滲透液中對(duì)二
