偶联剂对纳米二氧化硅/PDMS复合膜渗透汽化性能影响的研究  

Influence of coupling agents on pervaporation performances of silica/PDMS composite membranes

作　　者：兰永强[1] 史宝利[1] 

机构地区：[1]东北林业大学理学院高分子膜实验室,黑龙江哈尔滨150040

出　　处：《现代化工》2012年第11期48-51,53,共5页Modern Chemical Industry

基　　金：国家自然科学基金(20906010)

摘　　要：用3种硅烷偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷(AMES)、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MEMS)、十六烷基三甲氧基硅烷(HEMS)分别对纳米二氧化硅粒子进行改性,利用制备的改性粒子与PDMS制备了一系列平板复合渗透汽化分离膜,用于乙醇/水溶液分离。实验结果表明:复合膜的渗透汽化性能得到显著的提高。3种改性粒子在提高渗透通量方面:HEMS>MEMS>AMES;在提高分离因子方面,MEMS与AMES对复合膜的影响十分接近,而HEMS远小于前两者。当MEMS改性二氧化硅的质量分数为4%时,在40℃质量分数为10%的乙醇/水溶液中,复合膜的分离因子达到最高值11.17,渗透通量为216.1g/(m2.h)。The nano-fumed silica particles are modified by three silane coupling agents, NH2 （CH2 ）3 Si （OC2 H5 ） （AMES）,CH2=C（CH3）COO（CH2）3Si（OCH3）3（MEMS） and CH3 （CH2）15Si（OCH3）3（HEMS）. A series of pervaporation composite membrane for separation of ethanol from aqueous solution are prepared with the modified nano- fumed silica particles and polydimethylsiloxane （PDMS） in this study. The results show that three kinds of modified silica particles can all significantly improve the pervaporation performances of the composite membranes. The effects of the three kinds of silane coupling agents on the permeation flux are as follows ： HEMS 〉 MEMS 〉 AMES. The separation factor of silica-PDMS composite membranes modified by MEMS is similar to that of AEMS, while HEMS is far less than the other two. When the amount of MEMS modified silica is 4% , the maximum value of separation factor （ 11.17 ） can be achieved in 10% ethanol/water solution at 40℃. The permeation flux maintains about 216. 1 g/（ m2 ·h^1 ）.

关 键 词：渗透汽化 聚二甲基硅氧烷 二氧化硅 硅烷偶联剂 乙醇 水体系 

分 类 号：TQ028.8[化学工程]