碳纳米管填充PDMS膜的渗透汽化性能  

Pervaporation performance of carbon nanotube filled PDMS membranes

作　　者：韩小龙[1,2] 张杏梅[1,3] 马晓迅[1] 李继定[2] 

机构地区：[1]西北大学化工学院,陕西西安710069 [2]清华大学化学工程系,化学工程联合国家重点实验室,北京100084 [3]宝鸡文理学院化学化工学院,陕西宝鸡721013

出　　处：《化工学报》2014年第1期271-278,共8页CIESC Journal

基　　金：化学工程联合国家重点实验室开放课题项目(SKL-ChE-12A01);国家高技术研究发展计划项目(2012AA03A607);陕西省教育厅项目(2010JK408);西北大学科研启动基金项目(PR13022)~~

摘　　要：将碳纳米管(CNTs)填充到PDMS中制备出CNTs/PDMS杂化膜,并将其用于乙醇/水体系的分离,发现由多壁碳纳米管制备的膜分离性能优于单壁碳纳米管填充膜,在40℃下,进料乙醇浓度为5%(质量分数)时,膜的分离因子可由8.3提高到10.0,渗透通量为206.2 g·(m2·h)-1;采用十二烷基三氯硅烷对多壁碳纳米管进行修饰,并对修饰前后碳纳米管的性能进行表征,研究表明修饰后碳纳米管表面形成疏水层,碳纳米管的疏水性增强;将修饰后的碳纳米管填充到PDMS中,可进一步提高杂化膜对乙醇的选择性,膜的分离因子可提高到11.3,渗透通量为130.9 g·(m2·h)-1。Single wall carbon nanotubes （SWNT）, multiwall carbon nanotubes （MWNT） and dodecyltrichlorosilane modified MWNT were incorporated into polydimethylsiloxane （PDMS） for separation of ethanol/water mixture via pervaporation. The pervaporation results showed that separation performance of MWNT/PDMS hybrid membrane was better than that of SWNT/PDMS hybrid membrane. When MWNT/PDMS hybrid membranes were used to separate 5%（mass） ethanol aqueous solution at 40℃, a separation factor of 10.0 and total flux of 206.2 g·（m^2·h）^-1 were observed. The pervaporation selectivity of MWNT/PDMS membrane could be effectively improved by dodecyltrichlorosilane modification, and the modified MWNT/PDMS hybrid membrane showed a separation factor of 11.3 and total flux of 130.9 g ·（m^2·h）^-1 for 5% （mass） ethanol feed concentration at 40℃.

关 键 词：膜 分离 渗透蒸发 碳纳米管 聚二甲基硅氧烷 

分 类 号：TQ028.8[化学工程]