聚脲二氧化矽复合膜之制备薄膜监定-国立宜兰大学化学工程与材料.pdfVIP

國立宜蘭 大學教學卓越計畫 化材系專題研究成果競賽 聚脲/二氧化矽複合膜應用於生質 酒精脫水程序 指導老師：黃書賢 博士 摘 要 組員：林子榆、陳冠宏、沈筱容 為抑制有機溶液對聚脲高分子的膨潤效應，提升滲透蒸發分離效能，本研究係在含有胺類單體 diethylenetriamine (DETA)的水相溶液中，添加有機矽氧烷 3-aminopropyltrimethoxysilane (APTMOS) ， 進行溶膠-凝膠反應，生成具網狀結構的二氧化矽無機粒子 ，再與含有二異氰酸脂單體 m-xylylene diisocryanate (XDI)的有機相溶液，於改質的非對稱聚丙烯腈 (mPAN)基材膜表面，進行界面聚合反應， 製備聚脲/二氧化矽複合膜，應用於滲透蒸發進行生質酒精脫水程序。 研究中探討有機矽氧烷 APTMOS含量對於滲透蒸發分離效能的影響。 研究方法 SEM- 薄膜截面結構型態 實驗藥品與材料  基材膜：改質之非 對稱聚丙烯腈(mPAN)基材膜 PAN浸泡於50℃的 2M NaOH中 10mins 水相溶液： 1.0wt% DETA/H O + APTMOS 2  有機相溶液：1.0 wt% XDI/toluene (a)mPAN (b) DETA-XDI/mPAN (c) DETA+APTMOS (1:0.01) DETA XDI APTMOS 聚脲/二氧化矽複合膜之製備 (d) DETA+APTMOS (e) DETA+APTMOS (1:0.03) (1:0.05) 水接觸角量測 滲透蒸發分離實驗 薄膜鑑定 ATR-FTIR ：鑑定薄膜之化學結構與鍵結型態 SEM ：鑑定薄膜截面結構型態 Contact Angle ：鑑定薄膜表面之親水性質 滲透蒸發測試：分離90wt% 乙醇水溶液 APTMOS/DETA APTMOS/DETA 1 ：Feed 2 ：Permeation cell 比例為0.03(g/g) 比例為0.03(g/g) 3 ：Membrane 時具最高親水性 時有最佳分離效能 4 ：Support 結論 5 ：Porous plate 6 ：Teflon cock 1.為抑制有機溶液的膨潤效應 ，本研究成功地利 7 ：Cooled trap with LN2 用溶膠 -凝膠反應與界面聚合反應 ，將具網狀結構 8 ：Vacuum gauge 9 ：Circulation pump 的二氧化矽粒子導入聚脲聚合層中 ，製備聚脲/二