新型分子篩-聚醚砜復合膜材料的制備及性質(zhì)研究.pdf

1、氣體分離是當今能源與環(huán)境領(lǐng)域一項重要研究課題。膜技術(shù)是分離氣體混合物的一種高效、便捷的方法，分子篩膜作為無機膜的一種，具有均一的孔徑、良好的水熱穩(wěn)定性和離子交換性，被廣泛用于氣體分離。目前報道的分子篩氣體分離膜多數(shù)以氧化鋁、不銹鋼等剛性載體，采用二次生長法在載體表面成膜，制備過程較為復雜。分子篩也被作為聚合物膜的填料制成混合基質(zhì)膜材料用于氣體分離。而以聚合物為載體制備分子篩膜的研究，目前鮮有報道。
　　本文提出以自制聚醚砜(PES

2、)超濾膜為載體材料，利用原位水熱合成法在PES表面合成NaA分子篩復合膜，該方法避免了預涂晶種及二次晶化等制備步驟，提高了分子篩-聚合物復合膜的制備效率。利用X射線衍射考察了復合膜制備體系的化學組成對分子篩膜結(jié)晶度的影響，得到了該體系下合成NaA分子篩膜的最佳條件。采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)溶液對分子篩膜表面進行涂覆，以填充膜表面及無機-有機界面的晶間缺陷。使用SEM和DSC對復合膜的形貌及結(jié)構(gòu)進行表征。在常溫常壓下對制得復合膜對H

3、2、CO2、N2、CH4氣體體系的滲透分離性能進行研究，測得制備的PES/NaA/PDMS復合膜具有較高的氣體滲透速率和二元混合氣體分離選擇性。
　　為了改善聚合物載體與分子篩膜層間的親和力，進一步減少無機-有機相界面間可能存在的缺陷，使用微米級NaA分子篩與聚醚砜進行共混制膜，在制得混合基質(zhì)膜表面合成NaA分子篩晶體膜層，并以PDMS對復合膜表面進行涂覆。對產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)表征和氣體滲透分離測試結(jié)果顯示，制得的復合膜材料相界面間缺陷減