同步喷涂自组装高负载高性能ZIF-8/PDMS纳米杂化优先透醇膜
渗透汽化是一种新型膜分离过程,因其具有高效、节能、环保等优点有望取代传统高能耗的蒸馏过程,在生物醇的原位分离和提高发酵效率过程中发挥重要作用.但目前渗透汽化透醇技术的发展受限于缺少同时兼有高通量和高选择性的膜材料.高负载均匀的MOF(金属有机骨架)/有机纳米杂化膜可实现无机/有机材料的优势互补,进而提高透醇膜的分离性能,已成为渗透汽化优先透醇膜材料发展的优选方向.因此,本研究采用一种同步喷涂自组装技术,将MOF/聚合物膜液与其交联剂/催化剂分开,以机械雾化的方式同步喷涂至基膜表面交联成膜,有效克服了成膜过程中纳米粒子的团聚和低负载问题.此外,喷涂自组装过程通过逻辑程序实现自动控制,分离层厚度可通过改变喷涂次数实现其在纳微尺度的精确调控.该方法可制备出均匀分散的负载量高达40 wt.％的ZIF-8/PDMS杂化膜.渗透汽化结果表明,对于进料液为1wt.％丁醇/水溶液(80℃),负载量为40 wt.％的ZIF-8/PDMS杂化膜分离因子可达81.6,通量为4846.2g m-2·h-1,显示了优异的透醇性能.该方法操作简单、高效,针对不同分离体系可制备各种无缺陷的杂化膜,具有很强的普适性.
杂化膜 渗透汽化 金属有机骨架 喷涂自组装 正丁醇
范红玮 石琪 闫浩 纪树兰 董晋湘 张国俊
北京工业大学膜分离与技术研究室,北京 北京 100124 太原理工大学精细化工研究所,山西 太原 030024
国际会议
广州
中文
65-79
2015-05-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）