蜂窩活性炭如何制成混合基質膜
混合基質膜(MMMs)是由基體材料與填料混合制成的新型膜材料,是分散的微粒相(填料)和連續的聚合物相(基體材料)相互作用構成,填料一般為無機物,基體材料一般為有機物,因此混合基質膜同時具有有機膜材料及無機膜材料的優點,綜合性能更為優良?;旌匣|膜主要有混合基質反滲透膜、混合基質正滲透膜、混合基質納濾膜等產品。
蜂窩活性炭如何制成膜:
使用蜂窩活性炭通過溶液澆鑄的方法,使用氯仿作為溶劑來制造。制備具有不同蜂窩活性炭含量的溶液,同時保持相同量的聚合物。制備的聚合物溶液的濃度為4wt%。通過溶液流延制備的膜具有0-50%體積的蜂窩活性炭含量。制備膜的典型程序如下:首先,聚合物干燥的粉末與蜂窩活性炭顆粒一起溶解分散于氯仿并攪拌2小時。然后,使用超聲波裝置對溶液進行超聲波處理,該裝置不影響聚合物的分子量。在下一步驟中,將溶液直接澆鑄成平整的模具和溶劑蒸發,用在環境條件下的恒定氮氣流中進行。將干燥的膜用甲醇處理8小時,通過溶劑交換除去氯仿殘余物。在最后一步中,將蜂窩活性炭膜在60℃下在真空下干燥24小時,以完全除去溶劑殘余物。取決于蜂窩活性炭的量,所獲得的膜的厚度在80至160μm的范圍內。
蜂窩活性炭制膜效果:
使用差示掃描量熱法,來區分蜂窩活性炭的摻入量與原始膜之間的差異。因為蜂窩活性炭顆粒未經化學改性(例如,含有官能團,疏水或親水改性),因此聚合物基質與蜂窩活性炭的強鍵合不是預期在其他情況下,化學改性的填料的摻入已經表現出對聚合物的玻璃化轉變溫度的效果顯著歸因于化學鍵氫鍵主要發生在聚合物和蜂窩活性炭顆粒之間的聯系。值得一提的是,隨著蜂窩活性炭體積含量的增加,玻璃化轉變的增加。
混合基質膜向上引入微孔活性炭顆粒為高體積含量以研究蜂窩活性炭上的傳輸性能,熱性能,和形態的影響制備。通過熱分析,揭示了蜂窩活性炭含量對聚合物的影響。觀察到玻璃化轉變溫度的小幅增加,表明蜂窩活性炭很好地摻入聚合物基質中。熱重分析允許以更好的準確度估計蜂窩活性炭含量,這對于氣體傳輸性質的結果的相關性是重要的。通過掃描電子顯微鏡表征表明活性炭在聚合物基質中的良好適應性,而活性炭含量的增加導致膜底部的顆粒部分濃縮而不降低膜穩定性,因為它是也通過成功的時滯實驗驗證。當氯仿用作溶劑時,兩種組分都非常良好地相容,并且即使當填料顆粒具有非常鋒利的邊緣和不均勻的形狀時,在溶劑蒸發期間蜂窩活性炭和玻璃狀聚合物界面上也不會形成任何顯著的間隙。所有氣體的滲透系數隨著蜂窩活性炭含量的增加而增加,而對大多數氣體對的選擇性保持穩定。增加滲透率的效果源于蜂窩活性炭上氣體的吸附。隨著混合基質膜中蜂窩活性炭含量的增加,對吸附和擴散的影響,最終相對滲透率增加。因此,用于研究的氣體對。進一步應用的前景是制備具有蜂窩活性炭的混合基質膜,所述蜂窩活性炭結合到其多孔結構物質中,所述物質能夠與分離時的氣體混合物的組分特異性相互作用。