膜科学与技术学报

抽象的

通过溶胶-凝胶技术开发高水选择性海藻酸钠-二氧化硅杂化膜用于乙醇渗透汽化脱水

尚瀚、莎莎娜、李卫星、邢维宏

为提高海藻酸钠(SA)膜对乙醇的脱水性能，提出了一种用溶胶-凝胶法制备SA-二氧化硅膜的新方法。以正硅酸乙酯(TEOS)在SA水溶液中水解缩合制备杂化渗透汽化膜。采用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线光谱(EDX)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、热重(TG)和差示扫描量热法(DSC)对所得膜进行表征。然后用渗透汽化脱水乙醇测试膜。FTIR表明形成了-Si-OC键。XRD表明SA基质中生成了SiO2颗粒。DSC结果表明将TEOS加入SA后，杂化膜的热稳定性提高。将TEOS加入SA后，SA-40膜的拉伸强度提高。研究了TEOS与SA质量比对分离效果的影响，随着TEOS与SA质量比的增加，渗透通量提高，结果表明，当进料水量为10wt%、温度为50℃时，渗透通量可达274gm-2.h-1，分离因子高达17990。从渗透值的温度依赖性估算了Arrhenius渗透表观活化能，渗透活化能为15.1kJ/mol。