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聚乙烯醇/纳米纤维素复合膜的渗透汽化性能及结构表征
  • ISSN号:0251-0790
  • 期刊名称:《高等学校化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O631[理学—高分子化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]北京林业大学材料科学与技术学院,北京100083, [2]清华大学化学系,北京100084
  • 相关基金:国家林业局“948”引进项目(批准号:2008-4-075); 国家“九七三”计划项目(批准号:2010CB732204)资助
中文摘要:

将聚乙烯醇/纳米纤维素(PVA/NCC)复合膜应用于乙醇-水混合溶液的渗透汽化脱水过程,探讨了纳米纤维素对膜的溶胀性能、机械性能和渗透汽化性能的影响;利用原子力显微镜(AFM)探测了纳米纤维素的形貌特征;采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、扫描电镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TGA)对膜结构和热性能进行了表征.研究结果表明,棒状的纳米纤维素与PVA基体间形成了强烈的氢键作用且均匀分散在PVA基质中;纳米纤维素的加入提高了膜的熔融温度,增加了膜的热稳定性,有效地抑制了膜的溶胀,并提高了膜的机械性能;在PVA中添加纳米纤维素可以提高膜的渗透汽化分离性能,用纳米纤维素含量为2%的复合膜在80℃时分离体积分数为90%的乙醇水溶液,膜的分离因子达到347,比未加入纳米纤维素时提高24%;而渗透通量为288 g/(m2.h),比未加入纳米纤维素时下降11%.

英文摘要:

Poly(vinyl alcohol)(PVA)/cellulose nanocrystal(NCC) composite membranes were used in the pervaporation separation of water-ethanol feed mixtures,and characterized by Fourier transform infrared spectroscopy(FTIR),scanning electron microscopy(SEM),differential scanning calorimetric(DSC) and thermogravimetry(TG).Atomic force microscope(AFM) was used to characterize the cellulose nanocrystal.The characterization results demonstrated that NCC displayed slender rods and dispersed homogeneously within the PVA matrix,which could be assigned to the hydrogen bonds formed between PVA and NCC.The DSC and TG analysis demonstrated that the nanocomposite membranes exhibited an increase in melting temperature and higher thermal resistance.With the addition of NCC,the mechanical properties of the nanocomposite membranes were improved.Moreover,the nanocomposite membranes had good pervaporation properties.Among all the prepared membranes,PVA/NCC nanocomposite membrane containing 2% NCC exhibited the best separation factor,whose averaged separation factor was 347 for aqueous solution of ethanol(90%) at 80 ℃ and 24% higher than that of crosslinked PVA membrane,but its permeation flux was 288 g/(m2·h),11% lower than crosslinked PVA membrane.

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期刊信息
  • 《高等学校化学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:吉林大学 南开大学
  • 主编:周其凤
  • 地址:吉林大学南胡校区
  • 邮编:130012
  • 邮箱:cjcu@jlu.edu.cn
  • 电话:0431-88499216
  • 国际标准刊号:ISSN:0251-0790
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1131/O6
  • 邮发代号:12-40
  • 获奖情况:
  • 首届及第二届国家期刊奖,连续两届“百种中国杰出学术期刊”,中国期刊方阵“双高”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:50676