膜 样 品 分离 性 瞻
３３ ０ Ｋ ３３ ２ Ｋ ３ ３ ３ Ｋ ３ Ｋ ４３
：
Ｍ， Ｐ
１７ ０ ３０ ９ ００ ５ ７ ０ ９ ０ ６０ ２ ０ ２ Ｂ ０ ２ ． ３６ ３ ５． ４ ０ ４ ２ ． ５８ ２ １．
Ｍ２ Ｐ
１９ ０ ５ ２ １０ ０ Ｚ０ ９ ３ ８０ ７ ８ ８０ ２ Ｚ３ ０ ． ３３ ３ Ｚ ． ３４ １ ７ ． ４ ２２ ７ ．
宅茎竖 ， 至墨
（ 华南理 工大 学化 学 工程 系 ，广 东 广 州 ５０ ４ ） １６Ｏ
。
ｊ ７
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摘 安 ： 用磷酸 对聚 乙烯肆 连 行储化 改 性 ， Ｉ １以磷馥酯 化 聚 乙烯肆 （ Ｐ 利 ．备 Ｐ ＶＡ） 为活性
分 离 层 的 Ｐ ＶＡ／ ＡＮ 渗 逢 汽 化 复 合 膜 并 用 于 乙 肆 一 术 混 合 轴 的 分 离 。试 验 结 果 表 明 ， Ｐ Ｐ Ｐ ＶＡ／ ＡＮ复 合 膜 对 水 具 有 较 好 的 分 离 性 能 。 考 察 了 ＰＰ Ｐ Ｐ ＶＡ 活 性 分 离层 的 酯 化 度 、 离温 分
中圈分娄号 ： Ｑｏ８ ８ Ｔ ２． 文 献标讽码 ； Ａ 文 章 号 ｛０ｏ３７ （０００＝２ ７０ １ｏ ．７０２０ ）４０ ０．６
目 肇
Ｐ ／ ｐＶ Ａ＾ ， Ｐ 一，
本 文研 究利 用磷 酸对聚 乙烯醇 进行 部分荫 化。 ， 。 臻茸将 具有 一 荫化 度 的礴 酸瞎 化 聚乙烯 醇 （Ｐ Ｐ ＶＡ） 作为分 离 乙醇 一水混 合物 的渗透汽 化复 合膜 的活性分 离层 ， 考察 了各种 因素 （ 复合
（ ）
０
２ ． １６ ７ ． ６４ ２ ． ３７
７ ３ ０．
３３ ．
２ ． ７３ ７ ． ０３ ２ ． ９７
５１ ５ ．
６２ ．
２． ４７ ７． １７ ２． ８３
５ ．９ ４
８Ｂ ．
２ ． ２４ ７． ４１ ２ ． ５９
６． ２ ２
１ ． １２
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２ 结 果 与 讨 论
２ １ 活性分离 层誊化 度对 Ｐ ＶＡ／ ＡＮ 复合膜分 离性能 的影响 ． Ｐ Ｐ
所 制 备 的 Ｐ ＶＡ／ ＡＮ 复 合 膜 活 性 分 离 层 的 醴 化 度 如 表 １所 示 。 ３ ３ 下 ， ｖＡ／ ＡＮ 及 Ｐ Ｐ ０＇ Ｋ Ｐ Ｐ 活 性 层 醴 化 度 不 同 的 Ｐ Ａ／ ＡＮ 复 合 膜 用 于 乙 醇 一 水 恒 沸 混 合 物 的 分 离 时 ， 分 离 性 能 如 Ⅳ Ｐ 其
０ 收稿 日期 。９ ９ ０ — ５ １ ９ —５ ６ 广束窖 自 科 学基 盘和 国家 教委 基盘 赉助 珂 目 然
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水 处 理 技 术
第 ２ ６卷
第 ４期
阱 中 ， 透通 量利用 称重法 测量 。原料 及渗 透 物的组 成含 量 利用 气 相色谱 仪 分析 ， 渗 利用 Ｓ ５ ０ － ５ 型扫 描 电镜 （ 日本 日立公 司生产 ） 对复 合膜 活性层 的形貌结 构及 厚度进 行 观察及 测量 ， Ｐ Ｐ ＶＡ、 Ｐ ＶＡ活性 分离层厚 度为 ５ ｍ（ ｐ 浸涂 ５次） 并且结 构均匀 、 密 。 致 描述复 合膜 分离性 能及吸 附性 能参 数如下 ：
膜 活性层 的荫化度 、 分离 温度 、 料浓度等 ） 复合 膜分 离性 能 的影 响 。 比较 了活性分离层 的 进 对 并 吸 附性能与 分离性能 的关系 。
１ 实 验 部分
１ １ Ｐ ＶＡ／ ＡＮ、 ＶＡ／ ＡＮ 复 台 囊 的刖 鲁 ． Ｐ Ｐ Ｐ Ｐ
将 聚乙烯醇 （ ＶＡ １ ４ 日本进 Ｅ分 装 ）磷 酸 ， 按一 定 比例与水 混合并 搅拌 ， ３ ３ 下 Ｐ 一２ ， １ ， 脲 在 ６＂ Ｋ
实验考 察 了分离 温度对 复合膜 分离性 能 的影响 。 由表 ２ 可知 ， ３ ３（ ４ ＂ 的温度范 在 ０ １ ￣３ ３ Ｋ 围 内， Ｐ Ｐ ＶＡ／ ＡＮ 复合膜 对 乙醇 一水恒沸 混合物具 有 良好 的分离选 择性 分 离 温度对 复合膜 Ｐ 的分 离性 能 具有显著 影响 。随分离温度 的升高 ， 渗透 物在复合膜 两 侧的蒸 汽压力差增 大 ， 即渗 透 汽 化作用 的推动 力增大 ， 从而 导致复 合膜 的渗透通 量增 加 （ ｚ 。在较 高 的温 度下 ， 材料 表 ） 膜 的 自由体积 增加 ， 并且 ， 渗透 物的分子 动能更高 ， 透物 在膜 相 中的扩散更 容易 ， 渗 由于耦合 作用 的影响 ， 膜相 中 的乙醇相 对浓 度提高 ， 因此复合 膜的分 离选择性 随温 度 的增 加而 显著 降低 。 渗 透通 量和 分离 温度 之 间的关 系符合 Ａｒｈ ｎｕ 经验 式 ， ： ｒｅ ｉｓ 即 Ｐ＝ＡＸｅ ｐ 一 ＇ Ｒ ， ｘ （ ｄ Ｔ） 式 ／ 中 的 为表 观渗 透活化 能 ， 不 同的复合 膜 ， 值 不 同 。Ｅ４ 的大 小 反映 了渗 透物 渗透通 对 Ｅ４ 值
液 ， ｊ 液 的浓度 为 ５ 。 茸 液经脱泡 、 １膜 蕾 １膜 过滤 后均 匀地浸涂 于作为 基质膜 的 Ｐ ＡＮ（ 聚丙烯腈 ）
超滤 膜 （ 平板膜 ， 中国辩学 院北京环 境生态 中心提供 ） ， 于 ３ ３ 下干 燥 成膜 。复合膜活性 上 并 ｏＫ 层 （ Ｖ Ｐ ＶＡ） Ｐ Ａ、 Ｐ 的厚度可 以通过恻膜 液的浓度或授 涂次数 加 以调节 。所制 备 的 Ｐ ＶＡ／ Ａ Ｐ Ｎ、
李雪辉 等 ， Ｐ Ｐ ＶＡ／ ＡＮ渗 透汽化 复合膜分 离特性 研 究 Ｐ 裹 １ Ｐ Ａ／ Ａ Ｐ Ｖ Ｐ Ｖ Ｐ Ｎ， Ｐ Ａ／ ＡＮ 复合真 的吸附 性能
膜 样 品 Ｍｏ Ｍ・ Ｍ２ Ｍ３ Ｍ． Ｍ５ Ｍ‘
２９ ０
酯化度（ ）
Ｉｒ ％ ） ）（ Ｄ （ ） ％ Ｄｅ ％ ） （
图１ 所示 。复合膜 活性层 Ｐ ＶＡ 的酯 化度对 复合膜 的分离性 能具有 显著影 响 ， Ｐ ＶＡ活性 Ｐ 随 Ｐ 层 醴 化度 的 升高 ， 合膜 对 乙醇 一水混 合 物的分 离选 择性 升高 ， 复 在醴 化 度为 １ ． 时具 有最 １２ 大值， 进一步提 高复合 膜的醴 化度 ， 其分 离选择性 反 而下 降（ １ 。复合 膜的渗 透通量 先是 随 图 ） 酯 化度 的升高 而降低 ， 醴化度为 １ ． 时有最 小值 ， 在 １２ 之后 ， 合膜 的渗 透通量 随醴化 度的增 复 大 而 上 升（ １ 。相对 于聚 乙烯醇 （ 化度为 Ｏ ） 言 ， Ｐ 图 ） 醴 而 Ｐ ＶＡ／ Ａ 复 合膜 对水具 有 更好 的 Ｐ Ｎ 分离选 择性及更 大 的渗透 通量 。
２ ． Ｏ５ Ｂ ． Ｏ０ ２ ． ００
８． ６ ９
１ ． ４７
２ ． Ｂ６ ７ ． Ｂ３ ２ ． １７
７． Ｂ ５
１． ７３
３． ５８ ７． ４０ ２． ６Ｏ
６ ． １９
吸 附条 件 ： 乙醇 一 水恒 沸 混合 物 ， 。 Ｋ 。 ３３
２ ２ 分离温 度对 复合腰分离 性能的 影响 ． 裹 ２ 分 离沮度对 复合族分 离性能 的影响
活性 层 中水 的浓 度增加 ， 乙醇 在膜 相 中的扩 散变 得更 容 易 。相 比之下 ， 由于 乙醇的扩散作 用加
强。 导致活性 分离层 的吸 附选择性 下 降。因而 ， 当活性 层 的酯化 度大 于 １ ． 时 ， １２ 复合膜对 水 的分离 选择性 下降 ， 渗透通量 增加 。
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Ｍｉ Ｐ
２ ３ｏ Ｏｏ １ ６０ ８０ １ ００ ３０ ８０ ５ ０ １ ８． ８ ３ ３０ ０ ．５ ３ ０． ６ ４ ４ ７ ７ ４ ．
Ｍ－ Ｐ
２ ９４ ８ １ ２ ５８ ２ １ １３０ ３ ０ ９４ ０１ １ ． ４０ ９ ２０ ６ ３． ２ １５ Ｂ． ３ ６４ ５．
二
●
酯 化度 （ ％）
图 １ Ｐ ＶＡ／ ＡＮ 复 合 膜 活 性 层 醋 化 度 对 分 离 性 能 的 影 响 Ｐ Ｐ
复合 膜活性 层 对 乙醇 一 水 恒 沸 混合 物 的 吸 附性 能研 究试 验 结果 表 明 （ １ ， Ｐ Ａ／ 表 ）同 Ｖ Ｐ Ｎ 复 合 膜相 比较 ， 用磷 酸改性 的 Ｐ ＶＡ 活性 层能 提高 复合 膜 活性 层 对 水 的溶 擗 及吸 附 Ａ 利 Ｐ 能力 。 醴化 度在一 定程度上 的提 高 ， 附选择性 升 高 ， 随 吸 复合 膜 的溶胀 度 降低 ， 从而导致复合膜 对 水 的 分离 选 择 性 升 高 ， 透 通 量 下 降 但是 Ｐ ＶＡ 在 水 中 有 一 定 的可 溶 性 ， 一 步 提 高 渗 Ｐ 进 Ｐ ＶＡ的醴化 度 ， Ｐ Ｐ Ｐ ＶＡ 复合膜 的可溶性增 大 ， 从而 使其活性 层 的溶胀 度 显著增大 。随复合 膜
度、 进料 难度 等 因素对 复合琏 的分 离幔能 的影响 ． 舛复合琏 活性分 离层 的吸 附性能 与 其分 离性
黼 ■：确 乙 ＩｉＩ度盛 混 瓜 复町，： 调馥 透 ＝ 合Ｉ 灭 Ｉ 美 磷 蓑 ：渗气酯 ・ 二 轴附 ｙ 化 烯 茎 麓 垄 吸 翎 蘩 肆 化化 毛＇Ｊ Ｅ Ｅ
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第２ ６卷 第 ｔ期 术
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Ｖ０１２ ． ６Ｎｏ． ４
Ａｕ ｇ．， ００ ２０
Ｐ ＶＡ／ ＡＮ 渗 透 汽 化 复 合 膜 分 离 特 性 研 究 Ｐ Ｐ
反应 ， 定时 间后 ， 一 将反应 混台物缓慢倒人 乙醇 中 ， 将析 出物分离 、 碎后 ， 甩乙醇反复洗涤 切 再
纯化 后的产 物于 ３ ３ ２ Ｋ下 烘干至恒重 ， 入干燥器 中备 用 。 Ｐ 放 Ｐ ｖＡ 的醇化 度的测 定参 阅文献 １ ］