膜科学与技术

单位：四川大学 化学工程学院，成都 610065

关键词：醇响应型智能膜；聚偏氟乙烯；甲醇检测；微球；亲水性

基金：国家自然科学基金项目（21622604），四川省杰出青年科技人才项目（2019JDJQ0026）

采用沉淀聚合法制备了不同亲水性的聚N-正丙基丙烯酰胺（PNN）、聚N-异丙基丙烯酰胺（PNI）和聚N-甲基异丙基丙烯酰胺（PNM）微球，通过物理共混和液体诱导相分离（LIPS）结合的方法将它们引入聚偏氟乙烯（PVDF）膜基材，成功制备了可在常温下检测甲醇体积分数的醇响应型智能膜。系统探究了微球的温度响应性和醇响应性，以及微球亲水特性对膜微观结构、表面化学成分的影响，并考察了膜在甲醇、乙醇及甲醇-乙醇混合溶液中的响应性能。结果表明，微球亲水性越强，醇响应型智能膜的厚度、孔径和孔隙率也显著增大。添加最亲水PNM微球的智能膜（PVDF/PNM）的膜厚、孔径、孔隙率达到最大值，分别为空白膜的2.4倍、4.7倍和5.9倍。膜的最大渗透率（Pmax）和醇临界响应体积分数受操作温度、醇溶液类型和微球亲水性的影响。PVDF/PNM膜的甲醇和乙醇响应性差异最大，在40 ºC下的临界甲醇响应体积分数（CM）和临界乙醇响应体积分数（CE）差值达到6.5%。常温25 ºC下，随着总醇体积分数为40 %的混合溶液中甲醇比例增大，膜渗透率与甲醇体积分数呈现良好的线性关系，可通过渗透率计算得到混合醇溶液中甲醇体积分数。上述研究结果为甲醇体积分数的便捷检测提供了一种新思路。

来源：2024年第2期

《膜科学与技术》期刊编辑部

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