含金屬高分子膜形態(tài)及烯烴、烷烴滲透行為研究.pdf

1、本文以烯烴/烷烴氣體分離為應用背景，采用聚砜和Na型磺化聚砜共混制備PSf/SPSf-Na均質膜，以離子交換法將金屬離子引入共混膜中并進行化學還原，制得PSf/SPSf-Ag膜和PSf/SPSf-Pd膜；用“二次涂層”方法制備了涂層含銀離子的PSf/PEO-AgBF4/SR非對稱中空纖維復合膜。 含金屬均質膜表征結果表明，在膜的單側表面形成了由金屬顆粒組成的“金屬層”，在膜內部金屬顆粒呈非連續(xù)分布；在相同離子交換容量下，Pd顆粒

2、一般小于Ag顆粒；膜中金屬的價態(tài)介于零價和金屬離子價態(tài)之間。 乙烯、乙烷滲透實驗表明，加入Ag和Pd后，膜的乙烯的滲透系數(shù)有所提高，并且隨著金屬含量的增加而增大；但乙烷的滲透性能變化不大。Ag膜對烯烴的滲透影響大于Pd膜，提出了烯烴、烷烴在含金屬均質膜中的滲透機理和模型。膜內金屬對烯烴、烷烴分子的吸附作用使氣體分子被“活化”，導致滲透系數(shù)增加；但當金屬含量較高時，金屬顆粒對氣體分子的擴散阻力有一定增加。兩種影響因素在滲透過程中相

3、互競爭，在一定實驗條件下，對于烯烴，前者的影響作用大于后者，對于烷烴，兩種作用基本相互抵消。 在PSf/PEO非對稱復合膜中加入AgBF4，可明顯提高乙烯的滲透速率，降低乙烷的滲透速率，從而使分離系數(shù)有較大提高。用SR涂層后的復合膜，烯、烷的滲透性能具有較好的時間穩(wěn)定性。在乙烯、乙烷的混合氣滲透實驗中，雖然烯烷分離系數(shù)有所降低，但仍然遠大于純氣在不加金屬化合物的膜中之分離系數(shù)。本文對這些現(xiàn)象從滲透機理上進行了討論，認為，乙烯分子