造孔剂对电纺炭纤维膜微结构与性能的影响

作者：白林战; 王新艳; 孙晞超; 黄莉兰; 高学理; 李蛟^*

来源：膜科学与技术, 2022, 42(06): 70-77.

DOI：10.16159/j.cnki.issn1007-8924.2022.06.009

• 静电纺丝
• 柔性炭纤维
• 多孔结构
• 油水分离

采用静电纺丝技术与氩气保护炭化工艺，以聚丙烯腈为碳源，制备了系列柔性炭纤维膜.对比研究了不同造孔剂磺基琥珀酸钠二辛酯(NaAOT)、醋酸锌(ZnAc)以及对苯二甲酸(PTA)掺杂对炭纤维膜微结构、力学以及油水分离等性能的影响.结果表明，与未掺杂造孔剂的炭纤维(CF)相比，掺杂NaAOT、ZnAc、PTA的炭纤维内部均出现一定数量孔隙结构，孔隙分别以微孔、微孔与介孔、大孔为主，且膜柔韧性与抗拉强度均高于未掺杂造孔剂的CF膜.其中，掺杂ZnAc造孔剂的炭膜(ZnAc-CF)具有最佳的柔韧性与最高的抗拉强度(0.97 MPa).此外，3种造孔剂的掺杂均在一定程度上增大了炭纤维直径，从而导致NaAOT-CF、ZnAc-CF和PTA-CF膜均表现出更好的疏水性能.ZnAc-CF膜展现出最好的油水分离性能，其油通量达到3 440 L/(m2·h),对未乳化的油水混合物分离循环50次后，分离效率依然可维持在98%左右.

• 单位
  中国海洋大学; 山东理工大学