偶聯(lián)劑對納米二氧化硅-PDMS復合膜滲透汽化性能影響的研究.pdf

1、本論文采用醋酸纖維素(CA)微濾膜做為復合膜支撐層，聚二甲基硅氧烷(PDMS)做為分離層膜材料，硅烷偶聯(lián)劑3-氨丙基三乙氧基硅烷(AMES)改性的二氧化硅納米粒子(F-silica)做為添加劑，制成了填充改性F-silica的PDMS/CA平板復合膜。采用響應曲面法對制備條件進行了優(yōu)化。F-silica的添加量、AMES與二氧化硅質(zhì)量比以及PDMS溶液濃度是影響復合膜分離性能的主要條件。利用統(tǒng)計軟件Design-Expert7.1.4，

2、建立了回歸方程模型。根據(jù)回歸方程，求得在本實驗的條件范圍內(nèi)，復合膜的最大滲透通量239.1 g·m-2·h-1，相應的制備條件為:F-silica的添加量為8.36 wt％、AMES與二氧化硅質(zhì)量比為0.16以及PDMS濃度為6.64 wt％，對應的復合膜的分離因子為6.09。根據(jù)響應曲面法對實驗設計優(yōu)化的結(jié)果，確定了不同制備條件的變化趨勢對復合膜滲透汽化性能的影響，并為下一步實驗選擇適合的實驗條件提供了理論支持。
　　為了研究不

3、同硅烷偶聯(lián)劑對復合膜分離性能的影響，本論文選擇三種硅烷偶聯(lián)劑:3-氨丙基三乙氧基硅烷(AMES)、γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷(MEMS)和十六烷基三甲氧基硅烷（HEMS），分別對F-silica進行改性，以制備的改性粒子做為添加劑，PDMS為分離層膜材料，醋酸纖維素(CA)微濾膜為支撐層，制備了平板復合膜。
　　利用復合膜在乙醇/水溶液中進行滲透汽化實驗，實驗結(jié)果顯示:在添加三種改性的F-silica之后，復合膜的分離性

4、能都出現(xiàn)顯著的提升。三種改性粒子的添加對復合膜滲透汽化性能的影響非常相似，隨著改性粒子添加量的增加，復合膜的滲透通量顯著提升并且保持在一定的范圍內(nèi)，分離因子則是先增大后減小。滲透通量方面:三種改性添加量的相同的條件下，三種改性粒子對復合膜的提高能力由大到小依次為:HEMS＞MEMS＞ AMES;分離因子方面:三種改性粒子添加量相同的條件下，AMES與MEMS對復合膜的提高十分接近，而HEMS遠遠小于前兩者。當MEMS改性F-silica