SiO2@ZIF-8复合膜的制备及渗透汽化性能

二氧化硅(SiO2)膜因其耐高温且孔径可调在分离纯化领域得到了广泛关注,但其表面的无定型结构导致渗透性与选择性相互制约,影响分离效果.以二氧化硅膜为基膜,金属有机框架材料(ZIF-8)对其进行修饰改性,制得SiO2@ZIF-8复合膜,探究了ZIF-8合成条件、ZIF-8添加量及原料液温度对复合膜乙醇渗透汽化脱水性能的影响.结果表明:ZIF-8规则的孔道结构提供了额外的水分子传输通道,复合膜的渗透侧含水率可达99.5％,渗透通量提高至9.6 kg/(m2·h),分离因子为1973.采用Arrhenius方程对改性前后膜的渗透通量与温度的关系进行拟合,发现复合膜在渗透汽化过程中水分子的表观活化能更高,随着温度升高水通量增加的更快,分离效果更好.SiO2@ZIF-8复合膜有效改善了无定型网状结构的缺陷,在渗透汽化有机溶剂脱水方面具有广阔的应用前景.