MBR平板膜厂家：PDMS 膜表面含氟分子层的构筑 及渗透汽化透醇性能优化

MBR平板膜厂家：以渗透汽化法脱除发酵液中的发酵产物，如己醇、丁醇等，是控制发酵池产物浓度,提高生产效率的有效途径.由于生物醇类，尤其是丁醇的主要用途是作为生物燃料，分离过程所消耗的能量将成为评价一项分离技术是否具有前景的重要指标•渗透汽化涉及相变过程，因而组分透过膜时必须提供相应的汽化热，对于透醇膜而言,水的透过只会额外增加能耗．因此，从能耗角度而言，提高透醇选择性,减小水通量是十分必要的。

PDMS 是目前研究最广泛的有机透醇膜材料，但其分离性能，尤其是选择性还有待进一步提升．根据溶解一扩散机理,组分在膜表面的选择性吸附对分离性能有重要影响．因此,在膜表面构建由含氟分子链构成的疏水层能有效阻止水分子透过,从而提高分离选择性•此前,研究者们采用添加含氟大分子添加剂,表面化学反应等方式制备了含氣表面,使透醇选择性得到明显提升． 然而，这些方法制备过程较为复杂,不利于大规模应用。

本研究以氟硅烷(1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷，FAS)为交联剂，代替常用的正硅酸乙酯(TEOS) 交联经基封端的 PDMS,成功在 PDMS 膜表面构建了含氟分子层(图1）。

采用 FTIR, XPS, CA, SEM，溶胀度等对膜结构和性质进行了表征．并以结构相似的癸基三乙氧基硅烷(C10S) 为对照，对含氣分子层在分离中起的作用进行了研究。

来用XPS 对膜的表面化学组成进行了研究，由图2a可见，XPS 中的氟元素含量显著高于计算值.计算值反映的是材料整体的平均水平，而XPS仅体现膜表面信息•表明氟元素在

PDMS-FAS膜表面富集，此外，表面氣含量先随 FAS 添加量增加而增大，但Si-OEt/Si-OH 达到35 后趋于稳定，约55％．值得一提的是，这一数值与全氟烷基链本身的氟含量十分接近，由此可知，当 FAS含量增至一定程度(Si- OEt/ Si一OH=35）后，PDMS 膜表面已完全被

含氣分于层覆盖，而TEOS 和C10S 交联的膜均无富集现象.PDMS-FAS 膜独特的表面结构,賦予共更高的疏水性，表现为水接触角更高,对水的溶胀降低,但对丁醇的溶胀无影响。