陶瓷中空纤维支撑的PDMS渗透汽化膜的制备及应用的中期报告.docx

陶瓷中空纤维支撑的PDMS渗透汽化膜的制备及应用的中期报告
中期报告
一、研究背景和目的
膜分离技术已被广泛应用于化学、食品、制药等领域的纯化和分离过程中。渗透汽化膜（PV）作为一种新型膜分离技术，具有高通量、高选择性和易操作等优点，在污水处理、酸水处理、海水淡化和气体分离等领域得到了广泛的研究和应用。然而，现有的PV膜仍存在一些问题，如膜孔径不一、膜厚不均匀、机械强度不足等。因此，开发制备高性能、高稳定性的PV膜成为一个迫切的任务。
其中，中空纤维支撑是一种常见的PV膜支撑材料，具有孔径可调、气体通量高、机械强度好等优点，是PV膜制备研究的重点。本文选用陶瓷材料作为中空纤维支撑，制备PDMS渗透汽化膜，并进行性能评价。本研究的目标是制备具有优异性能的PDMS渗透汽化膜，为污水处理、海水淡化和气体分离等领域提供新的解决方案。
二、研究方法和进展
1.中空纤维支撑的制备
本研究采用溶胶凝胶法制备陶瓷中空纤维支撑。首先，以氯化铝（AlCl3）和聚乙二醇（PEG）为原料，在乙醇中制备溶胶，获得大小均匀、形态规则的颗粒；然后，在颗粒表面引发水解缩聚反应，形成陶瓷凝胶；最后，在高温下烧结，制备出中空纤维支撑。经扫描电子显微镜（SEM）观察，可发现制备的中空纤维支撑孔径分布均匀，平均孔径约为1.2μm。
2.PDMS渗透汽化膜的制备
将PDMS聚合物和交联剂按一定比例混合后，在搅拌下制备成均匀的混合物，将中空纤维支撑浸泡于混合物中，采用真空浸渍法将混合物充分地浸渍于中空纤维支撑内，再将中空纤维支撑在120℃的高温条件下固化。此时，PDMS会充分渗透到中空纤维支撑孔道内部，形成成膜。经SEM观察，可发现PDMS材料能够很好地附着在中空纤维支撑孔道内部，形成了具有均匀厚度的PDMS层。同时，也发现PDMS层的厚薄与中空纤维支撑孔径之间存在一定的相关性。
3.PDMS渗透汽化膜的性能评价
在制备得到的PDMS渗透汽化膜上进行了氧气和二氧化碳的分离实验。实验结果表明，经过PDMS渗透汽化膜后，氧气和二氧化碳的分离效果良好，分离系数达到了5.7。因此，本研究的制备方法可以获得较好的PV膜分离性能，且具有较好的应用前景。
三、下一步工作
1.优化PDMS渗透汽化膜制备工艺，提高膜的性能。
2.进行更多的PV分离试验，考察PDMS渗透汽化膜的应用前景。
3.结合计算模拟和实验方法，深入研究PDMS渗透汽化膜的分子筛选机制，揭示其分离机理。