膜科学与技术杂志2022年第5期
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- 浸没沉淀法制备杂萘联苯共聚醚砜膜的凝胶动力学研究
- 以杂萘联苯共聚醚砜（PPBES）为聚合物，聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为添加剂，N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）为溶剂，对浸没沉淀法制备PPBES非对称膜的凝胶动力学进行研究。采用3D数字显微镜观察了PPBES/PVP/DMAc体系的凝胶过程，并计算成膜动力学因子（De）以表征凝胶速度，系统考察了聚合物、添加剂浓度及凝胶介质中溶剂含量对PPBES铸膜液凝胶化速度和结构的影响。采用数字粘度计探究铸膜液表观粘度与PPBES和PVP浓度的关系，以及粘流活化能对De的影响。结果表明，PPBES浓度增大，De由10633 μm2/s降至4599 μm2/s，凝胶速度降低，指状大孔逐渐消失；PVP含量增加，凝胶速度先增大后降低，凝胶结构从指状孔转变为海绵孔；凝胶介质中DMAc的含量增加，凝胶速度降低。混合溶液的表观粘度与PPBES和PVP浓度呈正相关关系；PPBES浓度升高，聚合物溶液的粘流活化能增大，De下降。
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- 基于咪唑类离子液体含氟阴离子的调控制备高质子传导率的OPBI共混膜
- 磷酸掺杂聚苯并咪唑（PA-PBI）膜被认为是最具发展潜力的高温质子交换膜材料之一，但如何制备出高质子传导率的膜材料，仍是PA-PBI高温质子交换膜所面临的挑战性难题。为此，本文通过烷基化反应、离子交换反应，合成了阴离子为PF6-和BF4-的两种咪唑类离子液体（[ViEtIm]PF6、[ViEtIm]BF4），通过与芳醚型聚苯并咪唑（OPBI）共混并采用流延法制备了[ViEtIm]PF6/OPBI和[ViEtIm]BF4/OPBI膜，进一步通过红外光谱、热重分析和SEM表征验证了离子液体与OPBI共混膜结构。对共混膜进行高温质子交换膜性能研究，结果表明：[ViEtIm]PF6/OPBI膜综合性能优于[ViEtIm]BF4/OPBI膜及原OPBI膜，特别是在质子传导率方面，[ViEtIm]PF6/OPBI膜的质子传导率高达37.6 mS/cm，分别是[ViEtIm]BF4/OPBI膜和原OPBI膜的1.5倍和4.3倍。
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- 曝气辅助聚多巴胺共沉积膜的制备与表征
- 聚偏氟乙烯（PVDF）膜具有良好的物理化学稳定性和分离性能，以提升PVDF膜亲水性为目标的膜材料改性研究一直是膜研究的重点。聚多巴胺/聚乙烯亚胺（PDA/PEI）共沉积法可生成性能优异的亲水涂层，是制备亲水膜的重要方法。本研究针对疏水PVDF中空纤维膜的亲水改性，建立了曝气辅助PDA/PEI共沉积法，为多巴胺/聚乙烯亚胺（DA/PEI）溶液提供富氧环境，加快DA和PEI的反应速率，实现疏水中空纤维膜快速亲水化。相比于静置沉积，曝气辅助共沉积体系能够在反应90min后获得性能良好的亲水改性膜。曝气辅助沉积改性膜接触角为45.3°，纯水通量为201.2L/(m2·h)，渗透性能显著提升；改性膜具有优异BSA截留率。
