PETEDA的合成及其復(fù)合膜對(duì)CO-,2--CH-,4-的分離性能研究.pdf

1、樹(shù)枝形聚合物是具有樹(shù)枝形結(jié)構(gòu)的大分子,其特點(diǎn)是含大量末端官能團(tuán),結(jié)構(gòu)高度支化,溶解性良好,不易結(jié)晶和難揮發(fā)等.樹(shù)枝形聚合物膜材料良好的穩(wěn)定性和氣體滲透選擇性，使其在氣體膜分離領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景.本文合成一種新型樹(shù)枝狀分子結(jié)構(gòu)的膜材料——季戊四乙二胺(PETEDA),探索了利用該材料制備分離CO<,2>促進(jìn)傳遞膜的方法,研制出季戊四乙二胺-聚乙烯醇/聚醚砜(PETEDA-PVA/PES)共混復(fù)合膜,考察了該膜對(duì)CO<,2>/CH<,4

2、>體系的滲透選擇性能.以四溴代季戊烷和乙二胺為原料,通過(guò)鹵代烷胺解反應(yīng),合成了樹(shù)枝狀分子季戊四乙二胺(PETEDA),采用傅立葉變換紅外光譜(FT-IR)和元素分析(ETA)對(duì)其進(jìn)行了表征.結(jié)果表明,產(chǎn)物中含有大量氨基,由于氨基是一種CO<,2>促進(jìn)傳遞載體,因此將PETEDA作為分離膜材料可能具有較優(yōu)的C02選擇透過(guò)CO<,2>選擇透過(guò)性能.以PETEDA和PVA的混合物形成的活性層為分離層,PES超濾膜為支撐層制備了PETEDA-P

3、VA/PES共混復(fù)合膜,并采用環(huán)境掃描電鏡(ESEM)對(duì)膜表面和橫斷面進(jìn)行了測(cè)試.電鏡照片顯示,膜表面致密光滑,表層與支撐層結(jié)合緊密,分離層厚度約4 μn.考察了PETEDA-PVA/PES膜對(duì)CO<,2>/CH<,4>體系的滲透選擇性.結(jié)果表明,在進(jìn)料氣壓力為143.5cmHg的情況下,純CO<,2>的滲透速率和CO<,2>/CH<,4>理想分離因子分別為8.14×10<'-5>cm<'3>(STP)cm<'-2>s<'-1>cmHg

4、<'-1>和52.用10vol﹪CO<,2>和90 vol﹪CH<,4>組成的混合氣試驗(yàn),在進(jìn)料氣壓力為188.5 cmHg時(shí),CO<,2>的滲透速率達(dá)到了6.94×10<'-5>cm<'3>(S1]P)cm<'-2>s<'-1>cmHg<'-1>,CO<,2>/CH<'4>的分離因子為33.此外,還研究了CO<,2>、CH<'4>之間的耦合效應(yīng),分別比較了干、濕態(tài)復(fù)合膜、PETEDA-PVA共混膜與普通直鏈多胺-PVA共混膜以及不同配