PVP改性PDMS/PAN中空纤维复合膜提升表面亲水性

作者：胡磊青; 程军; 王亚丽; 刘建忠; 周俊虎; 岑可法

来源：浙江大学学报(工学版), 2019, 53(02): 228-233.

• 膜
• 气体分离
• 表面修饰
• 渗透率
• 极性

为了改善气体分离复合膜中聚二甲基硅氧烷(PDMS)过渡层与极性分离层的界面结合,利用高极性的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)修饰聚丙烯腈(PAN)中空纤维支撑的PDMS气体分离膜表面,以提高PDMS表面极性和亲水性并减少对气体渗透速率的不利影响.利用X射线光电子能谱(XPS)证实利用溶液浸渍法可以将PVP接枝在PDMS表面对其修饰,并且随着浸渍时间的增加,PVP接枝量逐步增加,修饰效果逐渐增强.实验结果表明,交联剂1,3,5-苯三甲酰氯(TMC)增强了PDMS表面的PVP接枝改性,PVP修饰使PDMS表面的水接触角降低到21.1°,显著提高了PDMS表面亲水性和极性,从而有利于PDMS层和极性分离层的紧密结合. PVP修饰使得CO_2对其他气体(H_2、CH_4、N_2)的选择性随TMC/PDMS摩尔比的增加而逐渐降低,气体选择性CO_2/H_2、CO_2/CH_4、CO_2/N_2的最大峰值分别为3.9、3.8、11.8.

• 单位
  浙江大学; 能源清洁利用国家重点实验室