CN109745873A - 用于有机溶液脱水的高透过和高选择性的pva/ga/cs-m+渗透蒸发薄膜 - Google Patents
用于有机溶液脱水的高透过和高选择性的pva/ga/cs-m+渗透蒸发薄膜 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种用于有机溶液脱水的高透过和高选择性的渗透蒸发薄膜及其制备方法，其以Ag+、Cu2+、Fe3+等重金属离子(M+)螯合CS(壳聚醣)作为前体，与PVA(聚乙烯醇)进行混掺，再加入GA(戊二醛)作为交联剂，可形成具有高机械强度、热稳定性且对有机溶液的脱水可表现出优异的透过性和选择性的PVA/GA/CS‑M+渗透蒸发薄膜。
Description
技术领域
本发明有关于一种渗透蒸发薄膜，特别是指一种用于有机溶液脱水的高透过和高选择性的渗透蒸发薄膜及其制备方法。
背景技术
异丙醇(Isopropanol，IPA)可用于生产丙酮、异丙酯、异丙胺等原料，也广泛用于制药、农药、化妆品、塑料、香料、涂料等，及作为半导体中的清洁剂和油、树胶、蜡和化妆品等溶剂。乙醇(Ethanol，EtOH)可用来制造醋酸、乙醛、乙醚、乙酸乙酯、乙胺等，也是制取医药、化妆品、染料、涂料、洗涤剂、饮料、香精、车用燃料等产品的原料。丙酮(Acetone)除用于制造双酚A、甲基丙烯酸甲酯、丙酮氰醇、甲基异丁基酮等产品外，亦可应用于医药、化妆品、建材、油漆、塑料、纤维、火药、树脂、橡胶、照相胶卷等方面。有机溶剂的再使用明显地有助于经济优势和环境保护，致使有机溶剂的脱水在薄膜技术的发展尤其重要。利用渗透蒸发薄膜来分离醇/水混合物比传统的蒸馏方法更优越，因为它可以克服醇/水的共沸现象。特别是，由于不需要在高温下操作，所以渗透蒸发薄膜分离是节能的有效工艺。
溶解-扩散模型无疑地已被接受用以描述在渗透蒸发薄膜技术上的传输现象。所述薄膜的结构可以极大地影响溶液的溶解-扩散行为，从而影响传输效能。
Lu等提出了在渗透蒸发过程中薄膜的水合表现为包括吸附-解吸附平衡的动态过程。由于亲水性的薄膜可以使水易于被吸收-扩散，故能增进传输效能。因此，亲水膜的吸水性能成为渗透蒸发分离薄膜设计的关键因素。
PVA是具有良好成膜性和耐化学性的高亲水性聚合物，已成为一种用于渗透蒸发脱水的优选材料。然而，由于其羟基的存在，使得其在含水溶夜中的溶胀现象难以被掩盖。通过引入交联剂，PVA基膜的分子间结构可以增强聚合物链之间较强的共价键形成，而不是较弱的氢键，进而提高了机械强度，并大大地提高了稳定性。所述渗透蒸发试验是用以评价薄膜的渗透蒸发分离效能，并根据接触角、膨胀程度、机械性能和热稳定性来测量所制得的薄膜的物理化学性质。然而，交联剂虽可使膜的结构较为稳定，但其会消耗高分子链的亲水基团，已知透过交联剂可对PVA基质形成较稳定的膜结构，也会在水渗透方面带来负面影响，原因在于交联剂的形成会在PVA聚合物中消耗羟基。因此，如何改良渗透蒸发薄膜，使其能用于有机溶液的脱水，而能有效地促进水的透过率，不丧失其选择性，实乃当下亟需解决的课题。
发明内容
本发明的目的在提供一种用于有机溶液脱水的高透过和高选择性的渗透蒸发薄膜及其制备方法。
为了达到上述的目的，本发明用于有机溶液脱水的高透过和高选择性的渗透蒸发薄膜的制备方法，其包括下列步骤：
准备材料：准备聚乙烯醇(PVA)、壳聚醣(CS)、25重量百分比的戊二醛(GA)及99重量百分比的异丙醇、乙醇和丙酮；
准备聚乙烯醇、壳聚醣及戊二醛；
将一单位重量的该聚乙烯醇溶于九单位重量的去离子水中，在70℃条件下搅拌20～24小时，形成液体B；
将该液体A及该液体B充分混合并搅拌至少2小时而形成混合溶液C；
在70℃下搅拌至少1小时，将该混合溶液C置于聚乙烯材质的培养皿中，在烘箱中以25℃-50℃的温度干燥1天并加入戊二醛以形成可用于该有机溶液脱水的高选择透过的渗透蒸发薄膜。
进一步地，其中该有机溶液为99wt％的异丙醇水溶液、乙醇水溶液、丙酮水溶液或其他有机溶剂水溶液。
进一步地，其中该一单位重量为5g，该九单位重量为45g。
进一步地，其中该壳聚醣溶于离子水的室温搅拌时间为8小时，该PVA溶于去离子水的搅拌时间为24小时。
进一步地，其中加入较高浓度的银离子或铜离子或铁离子时，能获得具有较均匀的网状结构的薄膜，此表示CS螯合的银离子或铜离子或铁离子与PVA相互作用，从而提高CS与PVA的兼容性。
进一步地，其中该戊二醛的浓度为25wt％，加入戊二醛产生的交联作用，使该渗透蒸发薄膜能发挥最佳的热稳定性。
进一步地，其中Ag+或Cu2+或Fe3+或其他重金属离子螯合CS用以促进该渗透蒸发薄膜的分子间相互作用，进而得到兼容性高的聚合物基体，并使其能在水/有机溶剂体系的混合物中吸收更多的水，而使其自身溶胀而不损失其网状结构。
另外，本发明还提供了一种根据上述制备方法形成的渗透蒸发薄膜。
本发明进一步提供了一种用于有机溶剂脱水的高选择且高透过性的渗透蒸发薄膜，其以戊二醛作为聚乙烯醇及壳聚醣的交联剂，并加入银离子或铜离子或铁离子而形成。
本发明具有以下有益效果：
本发明所制备的渗透蒸发薄膜，具有高机械强度、热稳定性且对有机溶液的脱水可表现出优异的透过性和选择性；其能有效地促进水的透过率，而不丧失其选择性。
附图说明
图1显示(a)纯PVA，(b)纯CS，(c)PVA/CS，(d)PVA/CS-Ag+(Ag+：1.17x10-1mol.)及(e)PVA/GA/CS-Ag+(Ag+：1.17x10-1mol.)的FTIR光谱图。
图2为包含(a)纯PVA，(b)纯壳聚醣，(c)PVA/CS，(d)PVA/CS-Ag+(Ag+：1.17x10- 1mol.)，(e)PVA/GA/CS-Ag+(Ag+：1.17x10-1mol.)的TGA图。
图3显示具有不同含量Ag+的PVA/GA/CS-Ag+渗透蒸发薄膜的接触角。
图4为水/异丙醇混合物中水浓度对不同Ag+含量的PVA/GA/CS-Ag+膜溶胀度的影响。
图5为在30℃下具有不同含量Ag+的PVA/GA/CS-Ag+渗透蒸发薄膜，于各种水/异丙醇混合物的透过量。
图6显示透过PVA/GA/CS-Ag+渗透蒸发薄膜在30℃(90重量百分比进料异丙醇浓度)下，Ag+含量对水/异丙醇混合物的渗透蒸发效能影响。
图7为在30℃下具有不同含量Cu2+的PVA/GA/CS-Cu2+渗透蒸发薄膜，于各种水/异丙醇混合物的透过量。
图8为在30℃下具有不同含量Fe3+的PVA/GA/CS-Fe3+渗透蒸发薄膜，于各种水/异丙醇混合物的透过量。
图9为在30℃下具有不同含量Ag+的PVA/GA/CS-Ag+渗透蒸发薄膜，于各种水/乙醇混合物的透过量。
图10为在30℃下具有不同含量Ag+的PVA/GA/CS-Ag+渗透蒸发薄膜，于各种水/丙酮混合物的透过量。
图11为在30℃下具有不同含量Cu2+的PVA/GA/CS-Cu2+渗透蒸发薄膜，于各种水/乙醇混合物的透过量。
图12为在30℃下具有不同含量Cu2+的PVA/GA/CS-Cu2+渗透蒸发薄膜，于各种水/丙酮混合物的透过量。
图13为在30℃下具有不同含量Fe3+的PVA/GA/CS-Fe3+渗透蒸发薄膜，于各种水/乙醇混合物的透过量。
图14为在30℃下具有不同含量Fe3+的PVA/GA/CS-Fe3+渗透蒸发薄膜，于各种水/丙酮混合物的透过量。
图15a～h为包括(a)纯PVA，(b)PVA/CS，(c)PVA/GA/CS-Ag+(Ag：2.4x10-2mol.)，(d)PVA/GA/CS-Ag+(Ag+：4.7x10-2mol.)，(e)PVA/GA/CS-Ag+(Ag+：7.1x10-2mol.)，(f)PVA/GA/CS-Ag+(Ag+：9.4x10-2mol.)，(g)PVA/GA/CS-Ag+(Ag+：1.17x10-1mol.)薄膜的SEM图和(h)EDS图(Ag+：1.17x10-1mol.)。
图16a～e为包括(a)PVA/GA/CS-Cu2+(1.9x10-2mol.Cu2+)，(b)PVA/GA/CS-Cu2+(3.7x10-2mol.Cu2+)，(c)PVA/GA/CS-Cu2+(5.6x10-2mol.Cu2+)，(d)PVA/GA/CS-Cu2+(7.5x10-2mol.Cu2+)及(e)PVA/GA/CS-Cu2+(9.3x10-2mol.Cu2+)薄膜的SEM图。
图17a～e为包括(a)PVA/GA/CS-Fe3+(1x10-2mol.Fe3+)，(b)PVA/GA/CS-Fe3+(2x10- 2mol.Fe3+)，(c)PVA/GA/CS-Fe3+(3x10-2mol.Fe3+)，(d)PVA/GA/CS-Fe3+(4x10-2mol.Fe3+)及(e)PVA/GA/CS-Fe3+(5x10-2mol.Fe3+)薄膜的SEM图。
图18a-1～a-2为纯PVA薄膜的AFM图。
图19a～c为包括(a-1～a-2)CS/PVA比值为1/5，(b-1～b-2)CS/PVA比值为3/5，(c-1～c-2)CS/PVA比值为5/5的不同CS/PVA重量比薄膜的AFM图。
图20a～c为包括(a-1～a-2)Ag+：2.4x10-2mol.，(b-1～b-2)Ag+：7.1x10-2mol，(c-1～c-2)Ag+：1.17x10-1mol.不同Ag+添加量的PVA/GA/CS-Ag+薄膜的AFM图。
图21a～c为包括(a-1～a-2)Cu2+：1.9x10-2mol.Cu2+，(b-1～b-2)Cu2+：5.6x10- 2mol.Cu2+，(c-1～c-2)Cu2+：9.3x10-2mol.不同Cu2+添加量的PVA/GA/CS-Cu2+薄膜的AFM图。
图22a～c为包括(a-1～a-2)Fe3+：1x10-2mol.，(b-1～b-2)Fe3+：3x10-2mol.，(c-1～c-2)Fe3+：5x10-2mol.不同Fe3+添加量的PVA/GA/CS-Fe3+薄膜的AFM图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
本发明提供了一种用于有机溶液脱水的高透过性和高选择性的渗透蒸发薄膜及其制备方法，所述方法包括：
准备材料：聚乙烯醇(PVA)(Mw～125,000)，壳聚醣(CS)(Mw～30,000)，25wt％的戊二醛(GA)，及99wt％的异丙醇(IPA)、乙醇(EtOH)和丙酮(Acetone)。所有的化学试剂均为试药级，且不需进一步纯化。
制备过程：将5g的CS溶于45g去离子水中，室温搅拌7～10小时，尤以8小时为佳，然后分别将不同重量的银、铜、铁离子，亦即硝酸盐类，加入到前一溶液中，形成液体A，并继续搅拌，换言之，液体A的CS和去离子水的重量比为1∶9。将5g PVA溶于45g去离子水中，在70℃条件下搅拌20～24小时，尤以24小时为佳，形成液体B，换言之，液体B的PVA和去离子水的重量比为1∶9。液体A及B充分混合并搅拌2小时而形成混合溶液C。然后将混合溶液C倒入由聚乙烯制成的培养皿中在烘箱中以40℃的指定温度下干燥1天，并加入戊二醛形成PVA/GA/CS-M+(M+表示重金属离子)渗透蒸发薄膜，其中该烘箱的温度不宜过高或过低，以免影响本发明物的形成。
本发明所制得的渗透蒸发薄膜会进行接触角、溶胀度、机械性能和热稳定性等测量。此外，本发明的渗透蒸发薄膜经傅立叶变换红外光谱(FTIR)分析可分别识别本发明物的官能基团，其说明如下所述。
傅立叶变换红外光谱(FTIR)：该渗透蒸发薄膜的官能基团和它们的相互作用的鉴定系透过FTIR光谱(Perkin-Elmer spectrometer，FTS-1000)来表现。在波长区450-4000cm-1红外光谱区中测量。
热重分析(TGA，Thermogravimetric analysis)：在充氧环境下，扫描速率为10℃/min的扫描速率下，利用Perkin-Elmer Pyis-17GA进行TGA测试，测试温度范围为25-800℃。
扫描电子显微镜和能量色散谱法(SEM&EDS)：采用扫描电子显微镜进行观察薄膜表面形态，和用于研究组成的能量色散谱。
原子力显微镜用于检测薄膜的粗糙度及微观表面结构。
接触角：试样表面通过接触角分析仪(FTA125接触角分析仪)表现出渗透蒸发薄膜的化学和物理性质的特征。水的接触角通过将蒸馏水滴放置在渗透蒸发薄膜表面来进行。
溶胀度：将制得的本发明物切成2cm×2cm样品，置于精密天平(Ab304-S/FACT)中以获得其重量(Wd，干膜的重量)，将干膜放入100g各种比例的水/异丙醇混合物中分别保持24小时后，再以精密天平获得湿膜的重量(Ws)。通过下式(1)计算膜的溶胀度：
渗透蒸发实验：在如上所述的设备中进行渗透蒸发脱水测量。通过水银压力计测量进料区压力，并利用真空泵将压力维持在约2托耳(torr)的真空度，与进料混合物接触的有效面积为约7cm2，及通过电控温度计将混合物的进料温度保持在30℃。以折射计(RX-5000α)测量透过物的组成。本发明物的渗透蒸发分离效能根据透过量和分离因子(α sep)来评估。
其中W是透过物的质量(kg)，A是渗透蒸发薄膜的有效面积(m2)，t是透过的时间(h)，Pw和PIPA、PEtOH、PAcetone分别为透过端水和异丙醇、乙醇、丙酮等的质量百分比。Fw、FIPA、FEtOH、FAcetone分别为进料中水、异丙醇、乙醇、丙酮等的质量百分比。由前述各项实验所得结果，可由以下分析进一步说明。
FTIR分析：图1显示包括PVA(a)，CS(b)，PVA/CS(c)，PVA/CS-Ag+(d)及PVA/GA/CS-Ag+(e)渗透蒸发薄膜的FT-IR光谱图，其中在3100-3500cm-1处呈现宽广的吸收带归因于-OH的伸缩振动。在2833，1324和843cm-1的峰分别对应的是C-H的拉伸和C-H的弯曲。在1086，1415，1719cm-1的峰可以被鉴定为-C-O基团。在壳聚醣的图谱中，1570-1655cm-1的特征吸收带归因于酰胺I，II和-C＝O基团。1077，1320和1154cm-1的峰分别代表C-O-N的伸缩和醣苷基团。PVA/GA/CS-Ag+的1719cm-1处的峰小于(a)、(c)和(d)相同位置的峰，其表示GA与薄膜之间具有相互作用。因此可判断在PVA/GA/CS-Ag+薄膜中有乙缩醛(C-O-C)键的形成。
TGA分析：PVA、CS、PVA/CS、PVA/CS-Ag+和PVA/GA/CS-Ag+的热重分析图谱如图2所示。其证明银离子的导入(曲线d)可大幅增加薄膜的耐热性，使用戊二醛的交联作用(曲线e)，更能发挥薄膜最佳的热稳定性。
SEM形态&元素分析：观察图15a～h、图16a～e及图17a～e，当加入较高含量的银离子、铜离子或铁离子时，所获得的渗透蒸发薄膜已无PVA与CS混合造成的团块现象，同时具有较粗糙的网状结构，其显示以Ag+、Cu2+、Fe3+等重金属离子螯合的CS的存在可促进PVA/GA/CS-M+渗透蒸发薄膜的分子间相互作用，从而提高其兼容性。
AFM原子力显微镜分析：观察图18与图19a～c可知纯PVA薄膜表面较为平整，当混加入愈多CS时，会造成较大的团块。由图20a～c、图21a～c及图22a～c可发现，随着Ag+、Cu2 +、Fe3+等重金属离子的增加，薄膜表面的团块逐渐变小，薄膜表面的粗糙度也逐渐增加，与SEM的测试结果相符合。
接触角研究：测量不同含量Ag+的PVA/GA/CS-Ag+渗透蒸发薄膜的水接触角。观察结果如图3所示，显示接触角随着银离子含量增加而降低。此因银离子具有高极性，因此在其存在下，PVA/GA/CS-Ag+渗透蒸发薄膜具有较高的亲水性。
溶胀度：在本发明中，将与Ag+、Cu2+、Fe3+等经重金属离子螯合的壳聚醣与PVA共混，然后以戊二醛交联反应形成用于有机水溶液脱水的渗透蒸发薄膜。一般而言，交联剂可用于防止聚合物基质因吸水而溶胀，但此会导致亲水性质的降低，而降低脱水处理的通量。由于壳聚醣其存在于氨基氮中的未共享电子对，其可通过螯合而能够吸附重金属离子，使膜的极性提升而大为增加薄膜的吸水性。图4为水/异丙醇混合物中水浓度对不同含量Ag+的PVA/GA/CS-Ag+膜溶胀度的影响，结果显示，较高银离子含量的PVA/GA/CS-Ag+渗透蒸发薄膜和使用较高的水/异丙醇比的水溶液，渗透蒸发薄膜反映出较高程度的膨胀百分比。本发明发现以Ag+、Cu2+、Fe3+等重金属离子螯合的CS的存在可促进PVA/GA/CS-M+渗透蒸发薄膜的分子间相互作用，从而得到较好的兼容性的聚合物基体，使其能够在水/有机溶剂的混合物中吸收更多的水，而使其自身膨胀而不损失其网状结构。
具有不同含量银离子的PVA/GA/CS-Ag+薄膜渗的渗透蒸发脱水效能：在30℃下，利用与不同含量的银离子螯合的PVA/GA/CS-Ag+薄膜进行水/异丙醇溶液的渗透蒸发脱水过程。结果显示，银离子螯合越多的膜，呈现的透过率越高。此因银离子的添加，造成了极性的增加。将图4和图5相比，发现两者的结果是相似的。在图4中，溶胀程度的提升，主要归因于水含量的增加；然而，银离子的螯合也能促进该效应。同样地，进料中更多的水含量可带来更高的透过量，提高银离子的含量，亦大幅地提高了透过量(如图5)。我们可以得到结论，即螯合在CS分子上的银离子特别显示对于异丙醇溶液在低水含量进料中的脱水的重要性，其重要性也反映于图6所示的非常高的水透过浓度。无论引入多少银离子来制备PVA/GA/CS-Ag+渗透蒸发薄膜，透过端水浓度均可达到99.99％，其中银离子浓度为1.17×10-1mol.，水透过量甚至可达2kg/m2h。
本发明与已知数据的比较：使用以PVA为基质的渗透蒸发薄膜，用于异丙醇溶液的脱水，其在30℃下以10重量百分比的进料，结果如表1所示。一般而言，当选择比增加时，透过量呈现降低。本发明利用GA作为交联剂，以Ag+、Cu2+、Fe3+等重金属离子螯合CS为前体，对于选择比和透过量都有很大的改善。以银离子含量为1.17×10-1mol.，进料10重量％的水，可达到具有高达89991的分离因子的高分离效能。
表1：对用于异丙醇脱水的已知文献中报导的改质PVA渗透蒸发薄膜的分离效能的研究比较。
PVA，聚(乙烯醇)；CA，柠檬酸；AA，酰胺酸；USF，尿素甲醛/硫酸；CS，壳聚醣；GA，戊二醛；NaAlg，海藻酸钠
特别说明的是，依据前述本发明渗透蒸发薄膜制备过程的方法，其中银离子可替换为铜离子、铁离子或其他重金属离子，其余方法相同，进而可形成PVA/GA/CS-Cu2+或PVA/GA/CS-Fe3+(以PVA/GA/CS-M+表示，其中M+表示重金属离子)渗透蒸发薄膜，其物理特性如拉伸强度说明如下：
拉伸强度：根据拉伸强度的量度来评价PVA/CS，PVA/CS-Ag+，PVA/GA/CS-Ag+，PVA/GA/CS-Cu2+及PVA/GA/CS-Fe3+渗透蒸发薄膜的力学性能，其测试数据列于表2中。当壳聚醣共混于PVA中时，几乎能加倍提高拉伸强度，显示PVA与CS兼容性好，且之间存在强大的相互作用。当引入Ag+于膜中，可大幅增加膜的拉伸强度，即使在不添加交联剂的情况下，经Ag+螯合的CS与PVA的分子间具有不可忽视的相互作用力，此有助于兼容性更佳的聚合物基体的形成。螯合Ag+的CS除可大为提高有机水溶夜的分离效能之外，亦可提高聚合物基体的机械强度。这可以透过PVA/GA/CS与PVA/GA/CS-Ag+渗透蒸发薄膜的比较来阐明，其中银离子的引入可大为提高拉伸强度达64.7％，显示与Ag+螯合的CS与PVA之间的强相互作用，此亦可反映耐热性质的改善。另外由表2的数据可看出添加铜离子及铁离子亦显示产生类似添加银离子的结果与特性。
表2：渗透蒸发薄膜的拉伸强度和拉伸伸长率
而在渗透蒸发实验方面来评价PVA/CS、PVA/CS-Ag+、PVA/GA/CS-Ag+、PVA/GA/CS-Cu2+及PVA/GA/CS-Fe3+薄膜，其可分别由图5-图8的各项实验结果证明，Cu2+、Fe3+的添加与加入Ag+一样能有效地促进水的透过量，而不丧失其选择性。此外，本发明的渗透蒸发薄膜除了适用于异丙醇水溶液，亦可用于乙醇水溶液和丙酮水溶液的脱水，其可由图9-图14的实验结果说明。此也显示出对于众多的有机溶液的脱水皆具应用的广泛性。
综上所述，本发明以GA为交联剂，及银离子、铜离子和铁离子等分别螯合于CS为前体，与PVA共混，可以成功制备PVA/GA/CS-Ag+、PVA/GA/CS-Cu2+和PVA/GA/CS-Fe3+等渗透蒸发薄膜。本发明用于有机溶液的脱水，具有良好的力学性能和耐热性。本发明在30℃下供入有机溶液，利用银离子、铜离子、铁离子等引入形成渗透蒸发薄膜，能有效地促进水的渗透速率，而不丧失其选择性。举例来说，本发明以Ag+含量为1.17×10-1mol.的膜，经检测得知，在30℃下，对于浓度为90重量百分比的高浓度异丙醇溶液的脱水，可以实现具有高达89991的分离因子，及高达2kgm2h的透过量；而已知技术在同样情况下采用以PVA为基质的渗透蒸发薄膜，其结果如表1所示，一般而言，当透过量增加时，选择性呈现降低，由此可知本发明的优异处。特别地，本发明也显示了在较低的水含量下进料的脱水的有效性，有利于大规模的纯化应用。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (9)
1.一种用于有机溶液脱水的高透过和高选择性的渗透蒸发薄膜的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
准备聚乙烯醇、壳聚醣及戊二醛；
将一单位重量的该壳聚醣溶于九单位重量的去离子水中，室温搅拌7～10小时，用以形成一溶液；
将银离子或铜离子或铁离子盐类加入到该溶液中，用以形成液体A，并继续搅拌；
将一单位重量的该聚乙烯醇溶于九单位重量的去离子水中，在70℃条件下搅拌20～24小时，形成液体B；
将该液体A及该液体B充分混合并搅拌至少2小时而形成混合溶液C；
在70℃下搅拌至少1小时，将该混合溶液C置于聚乙烯材质的培养皿中，在烘箱中以25℃-50℃的温度干燥1天并加入戊二醛以形成可用于该有机溶液脱水的高选择透过的渗透蒸发薄膜。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，该有机溶液为99wt％的异丙醇水溶液、乙醇水溶液、丙酮水溶液或其他有机溶剂水溶液。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，该一单位重量为5g，该九单位重量为45g。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，该壳聚醣溶于离子水的室温搅拌时间为8小时，该PVA溶于去离子水的搅拌时间为24小时。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，加入较高浓度的银离子或铜离子或铁离子时，能获得具有较均匀的网状结构的薄膜，此表示CS螯合的银离子或铜离子或铁离子与PVA相互作用，从而提高CS与PVA的兼容性。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，该戊二醛的浓度为25wt％，加入戊二醛产生的交联作用，使该渗透蒸发薄膜能发挥最佳的热稳定性。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，Ag+或Cu2+或Fe3+或其他重金属离子螯合CS用以促进该渗透蒸发薄膜的分子间相互作用，进而得到兼容性高的聚合物基体，并使其能在水/有机溶剂体系的混合物中吸收更多的水，而使其自身溶胀而不损失其网状结构。
8.一种根据权利要求1的制备方法形成的渗透蒸发薄膜。
9.一种用于有机溶剂脱水的高选择且高透过性的渗透蒸发薄膜，其特征在于，其以戊二醛作为聚乙烯醇及壳聚醣的交联剂，并加入银离子或铜离子或铁离子而形成。
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| CN201711084580.7A CN109745873A (zh) | 2017-11-07 | 2017-11-07 | 用于有机溶液脱水的高透过和高选择性的pva/ga/cs-m+渗透蒸发薄膜 |
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| CN103157299A (zh) * | 2013-03-26 | 2013-06-19 | 清华大学 | 一种对酸碱盐稳定且具有水下超疏油性质的油水分离网膜及其制备方法 |
| CN103962013A (zh) * | 2014-04-17 | 2014-08-06 | 天津大学 | 壳聚糖-四氧化三铁杂化膜及制备方法和应用 |
| CN104014259A (zh) * | 2014-05-27 | 2014-09-03 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种疏水性分离膜的制备方法 |
| CN106925142A (zh) * | 2017-05-04 | 2017-07-07 | 中国矿业大学(北京) | 一种多分离层渗透汽化膜及其制备方法 |
-
2017
- 2017-11-07 CN CN201711084580.7A patent/CN109745873A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103157299A (zh) * | 2013-03-26 | 2013-06-19 | 清华大学 | 一种对酸碱盐稳定且具有水下超疏油性质的油水分离网膜及其制备方法 |
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| CN104014259A (zh) * | 2014-05-27 | 2014-09-03 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种疏水性分离膜的制备方法 |
| CN106925142A (zh) * | 2017-05-04 | 2017-07-07 | 中国矿业大学(北京) | 一种多分离层渗透汽化膜及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| D. ANJALI DEVI ET AL.: ""Dehydration of 1,4-dioxane through blend membranes of poly(vinyl alcohol) and chitosan by pervaporation"", 《JOURNAL OF MEMBRANE SCIENCE》 * |
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