基于聚纤维织物 (通过低温高频等离子体功能化) 的离子交换膜"Polikon A"与氧化金属纳米粒子
Denis Terin1,2,3, Marina Kardash1, Denis Ainetdinov1
1Yuri Gagarin State Technical University of Saratov, 77 Polytechnicheskaya Street, 410008 Saratov, Russia.
Membranes
|August 25, 2023
概括
研究人员开发了使用等离子处理和纳米粒子结合的新型复合离子交换膜. 这种方法增强了合成控制,并修改了膜结构,以改善操作特性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物化学 聚合物化学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 开发先进的离子交换膜对于各种分离过程至关重要.
- 目前用于膜合成的现有方法在控制结构性质和性能方面经常面临局限性.
- 复合异质膜通过量身定制的材料设计提供了增强功能的潜力.
研究的目的:
- 开发一种用于合成复合异质离子交换膜的新方法.
- 为了研究等离子体处理和纳米粒子结合对膜性质的影响.
- 为了优化合成过程以提高膜性能.
主要方法:
- 在等离子处理和非等离子处理的聚纤维面料上制备离子交换膜.
- 聚织品的低温阿贡等离子处理 (400 W,10 分钟,5 × 10−5 mbar).
- 使用聚乙烯聚胺和化合成混合基性 (二次性,三次性氨基和四次性氨基组) 的多功能化.
- 在阳离子矩阵合成过程中加入氧化,和铁纳米粒子 (~1.5重量%) .
主要成果:
- 等离子处理和纳米粒子添加影响了合成和固化过程的速度和深度.
- 改变离子交换聚合物矩阵的表面形态和内部结构.
- 改变膜的疏水/亲水平衡.
- 由此产生的变化改变了离子交换膜的操作特性.
结论:
- 离子等离子处理和纳米粒子结合的综合方法为定制离子交换膜特性提供了一种多功能方法.
- 这种技术可以控制合成动力学,结构形成和表面特性.
- 开发的膜由于优化的合成和材料组成,具有潜在的增强的操作特性.
