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微孔膜如何制備離子液體支撐液膜？

導讀:天津津騰實驗設備有限公司以1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽為載體、煤油為膜溶劑、聚偏氟乙烯基膜為支撐體膜，采用常溫浸漬法制備了離子液體支撐液膜。


返回列表 來源：未知 發(fā)布日期：2019-08-16 08:42【大 中 小】
天津津騰實驗設備有限公司了解到支撐液膜是一種將溶劑萃取與膜分離相結合的新型液膜技術，其支撐體多為薄層多孔聚合物或陶瓷材料。有機液相在毛細管作用和表面張力的共同作用下，填充到支撐材料的膜孔中，形成液膜．將SLM嵌入到不同的兩水相之間，即可實現(xiàn)溶質從料液相到膜相再到解析相的非平衡傳質．相比于其他液膜技術，如大塊液膜、乳化液膜，支撐液膜的優(yōu)勢在于有機膜溶劑用量少，無需制乳、破乳，溶脹度低等，因而得到了廣泛的關注．本文天津津騰實驗設備有限公司旨在以離子液體PF6為載體，煤油為膜溶劑，制備新型離子液體支撐液膜以萃取回收廢液中的苯酚．研究了基膜材料、離子液體濃度、進料相苯酚濃度、進料相pH、攪拌速率、溫度、解析液NaOH濃度對苯酚萃取效果的影響，確定了最適操作條件．并在此條件下，研究了膜的穩(wěn)定性和可重復利用性能，為離子液體支撐液膜處理苯酚廢水的工業(yè)化生產提供實驗依據。

1.實驗試劑與儀器
1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽，純度≥99%，上海笛柏化學品技術有限公司；PVDF微孔濾膜、PTFE微孔濾膜、PP微孔濾膜，天津津騰實驗設備有限公司；苯酚、煤油、氫氧化鈉、鹽酸，AR，天津市元立化工有限公司．TU-1901雙光束紫外可見分光光度計，北京普析通用儀器有限責任公司；AL104型分析天平、FE20臺式pH計，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司；JJ-1A型數顯測速電動攪拌器，歐賽儀器有限公司；電熱恒溫干燥鼓風箱，南通華泰實驗儀器有限公司；液膜遷移池，實驗室自制。

2.支撐基膜材料的選擇
研究表明，支撐基膜的厚度、孔隙率等因素可以影響傳質過程。本實驗在相同的操作條件下，對3種不同組成、性能的基膜進行了測試?；は嚓P參數如表1所示。
                                                表 1 基膜相關參數

3.離子液體支撐液膜的穩(wěn)定性和重復利用
3.1膜的穩(wěn)定性
支撐液膜在傳質過程中存在的最大問題是膜載體和溶劑的損失導致膜體系穩(wěn)定性不足，因而限制了其工業(yè)化應用．相比于普通膜載體，離子液體黏度大，分子間較大的范德華作用力使其在膜孔中“固定力”強，不易在跨膜壓力等作用下從膜孔中滲出流失，因此可增強支撐液膜體系的穩(wěn)定性。本實驗天津津騰實驗設備有限公司采用離子液體PF6作為膜相載體，制備了填充型離子液體支撐液膜，對膜的穩(wěn)定性進行了評估．圖1顯示了苯酚萃取率隨萃取次數的變化。第2次萃取完成后，純苯酚溶液萃取率由93.5%下降到85.0%，隨后萃取率下降趨緩．5次萃取后，E為80.5%，總體下降了13.9%．這一結果表明，以PF6-煤油體系為液膜相的離子液體支撐液膜的總體穩(wěn)定性較好。

                                                           圖1離子液體支撐液膜的穩(wěn)定性和可重復利用性
3.2膜的重復利用
天津津騰研究表明研究表明，將一次萃取后的支撐液膜進行清洗和再浸漬可以顯著提高膜的穩(wěn)定性，從而增加膜的使用壽命和可重復利用次數．由圖1可知，與未浸漬的離子液體支撐液膜相比，浸漬后的液膜實現(xiàn)再生，5次萃取完成后，苯酚萃取率仍保持在90%以上，下降率不足2%，表明該膜具有良好的可重復利用性能.

4結論
(1)以離子液體PF6為載體，煤油為膜溶劑，PVDF、PTFE、PP3種微孔膜為支撐基膜制備了離子液體支撐液膜．比較了3種膜體系的苯酚萃取效果．結果表明，PVDF膜的滲透系數最大為5.29×10-6m/s，基膜萃取率為42.3%。
(2)選擇PVDF微孔膜為基膜，系統(tǒng)研究了影響萃取效果的因素。單因素實驗結果表明，最適操作條件為：載體體積分數30%，進料相苯酚質量濃度200mg/L，進料相pH＝2，解析相NaOH濃度0.2mol/L，攪拌速率600r/min，溫度25℃．
(3)在最適萃取條件下，對工業(yè)苯酚廢水進行了萃取回收．結果表明，PF6-煤油型離子液體支撐液膜對工業(yè)苯酚廢水的萃取率為91.1%，滲透系數為2.33×10-5m/s，顯示了較好的處理效果。
(4)對液膜的穩(wěn)定性和可重復利用次數進行了評估．連續(xù)5次萃取操作后，純苯酚溶液萃取率由93.5%下降到80.5%，總體下降了13.9%，與已有研究成果相比，該液膜體系顯示出了較好的穩(wěn)定性．將一次萃取后的離子液體支撐液膜進行清洗、浸漬后，液膜體系實現(xiàn)了再生。5次萃取后，苯酚萃取率仍保持在90%以上，下降率不足2%，顯示出良好的可重復利用性。
(5)可在該方法的基礎上，對實際苯酚工業(yè)廢水進行深入研究，為工業(yè)化應用提供更為科學合理的數據。