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離子液體幫助納米粘土復(fù)合材料在PVA膜上的分子分離

2024-08-29 12:19:38 sh默尼 20

近年來,反應(yīng)精餾(RD)已成為提高乙酸乙酯(EtAc)生產(chǎn)效率的重要策略。從反應(yīng)蒸餾塔塔頂獲得的粗產(chǎn)品與乙酸乙酯-乙醇-水三元共沸物的成分非常相似,需要進(jìn)一步提純才能獲得合格產(chǎn)品。滲透氣化(PV)技術(shù)作為膜分離技術(shù)的典型,可與RD技術(shù)相結(jié)合,建立高效的混合分離系統(tǒng),從而有效緩解能耗高的問題。由聚乙烯醇(PVA)制成的聚合物膜已被用于去除EtAc中低濃度的水,但原始PVA膜在水溶液中的長期穩(wěn)定性較差,這不可避免地增加了生產(chǎn)成本。因此,人們正在大力開發(fā)混合基質(zhì)膜(MMMs),以應(yīng)對因交聯(lián)劑的結(jié)構(gòu)致密性引起滲透通量低的問題。


高嶺土納米管(HNTs)是由高嶺土薄片組成的管狀結(jié)構(gòu),其每一層都由外部Si-O-Si官能團(tuán)和內(nèi)部Al-OH分子組成。HNTs中空內(nèi)腔的親水性表面有利于水分子的快速運(yùn)輸和高效脫水,但目前的研究忽略了HNTs外表面疏水基團(tuán)對水分子傳輸?shù)牟焕绊?。氧化石墨?/span>(GO)通常在MMMs中起到選擇性屏障的作用,以提高小分子的擴(kuò)散選擇性。但它不可避免地會形成曲折的擴(kuò)散路徑,降低膜的滲透性。進(jìn)一步提高膜滲透性能的關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定框架的復(fù)合結(jié)構(gòu),并在膜內(nèi)建立水分子轉(zhuǎn)移的有效途徑。因此,在膜中構(gòu)建堅(jiān)固的多維結(jié)構(gòu)復(fù)合材料是提高PVA膜工業(yè)應(yīng)用價(jià)值的有效途徑之一。

研究人員使用離子液體(ILs)連接劑將HNTs連接到GO的外壁,制備出結(jié)構(gòu)堅(jiān)固的ILs@HNTs@GO (IHGO)復(fù)合材料。在加入PVA基體后,IHGO復(fù)合材料表現(xiàn)出優(yōu)異的界面兼容性,有效協(xié)調(diào)了MMMsEtAc/乙醇/水分離中的滲透性和選擇性。

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