poly（MMA-AM）杂化膜的原位聚合制备及其苯与环己烷的吸附-溶胀性能.pdfVIP

助 材 料 2013年第8期(44)卷 MWCNT／poly(MMA—AM)杂化膜的原位聚合制备 及其苯与环 己烷的吸附一溶胀性能 王宇星 ，沈江南 ，王 挺 ，杜春慧 ，吴礼光 ，高从增。 (1．浙江工商大学 环境科学与工程学院，浙江 杭州 310012； 2．浙江工业大学 化工与材料学院，浙江 杭州 310014；3．国家液体分离膜工程技术研究中心，浙江 杭州 310012) 摘 要 ： 多壁碳纳米管(MWCNT)经 HN()。／H。SO 拟发现，小分子在管径为 l～2nm碳纳米管中的传递 混酸氧化处理、二氨基一二苯 甲烷化学修饰后 ，得到胺 速率要 比在分子筛 中快几个数量级，实测 的水在碳纳 功能化 多壁碳纳米管 (MWCNT～NH。)；通过原位聚 米管中的渗透系数比分子动力学模拟计算值高 2个数 合制备 多壁碳纳米管 ／甲基丙烯酸 甲酯一丙烯酰胺共聚 量级 ，比商用 的聚碳酸酯膜 高好几个数量级。David 物杂化膜。采用拉曼光谱、红外光谱 、扫描电镜表征 了 等[6’通过原子模拟方法 ，计算 了CH 与 H 在单壁 多壁碳纳米管化学修饰前、后的结构和形貌；采用扫描 碳纳米管和具有可比孔径的ZSM一12与 Silicalite中的 电镜和 zeta电位仪分析 了杂化膜的结构和表面荷 电特 白扩散系数和传递扩散系数，结果发现 CH 与 H 在 性 ；实验考察了杂化膜在苯、环 已烷 中吸 附一溶胀性能。 单壁碳纳米管(SWCNT)中的传递速率 比在分子筛 中 研 究结果显 示 ，MWCNT--NH2／poly(MMA—AM)杂 快好几个数量级；和 H 相 比，SWCNT膜对 CH 表现 化膜的表 面 zeta电位随 MwCNT NH。填充量的增 出更高的选择性和渗透性 。他们认为小分子在碳纳米 加而增大 ，MwCNT NH 在杂化膜 中分散 性较好 ； 管中具有如此高的传递速率是 由于碳纳米管固有 的光 在碳 纳 米管填充量相 同的情 况下，MWCNT—NH 滑表面所致 ；碳纳米管是非常理想 的分离膜材料 。目 poly(MMA—AM)杂化膜 的苯平衡 吸 附 溶胀度与 苯 ／ 前基于碳纳米管 的有机 ／无机杂化渗透汽化膜 的研究 环 己烷吸 附一溶胀选择性大于 MwCNTpo1y(MMA 报道也 日益增多 ]。Peng等n胡报道 了一种新型的 AM)杂化 膜 。MWCNT NH2／poly(MMA—AM)杂 p一环糊精一碳纳米管 ／聚乙烯醇 (J3一CD—CNT／PVA)杂化 化膜 的苯平衡吸 附一溶胀度与苯 ／环 己烷平衡吸 附一溶 膜，用于苯一环己烷体系 的渗透汽化分离 ，突破 了高分 胀选择性随 MWCNT—NH 填充量的增加而增大；而 子膜渗透汽化分离苯 ／环己烷混合物的 “upper—bound” MWCNT／poly(MMA—AM)杂化膜 的苯平衡 吸 附 溶 上限。邱实等 们研制 了一种壳聚糖接枝碳纳米管 的 胀度随 MWCNT填充量的增加略有增大，苯 ／环 己烷 有机一无机杂化膜用于乙醇水体系的渗透汽化脱水 ，杂 平衡吸 附一溶胀选择性随 MWCNT填充量的增加呈下 化膜的渗透汽化性能 明显改善 。普遍认为 ，基于碳纳 降趋 势。研 究 结 果 表 明，MWCNT NH ／poly