Interfacial polymerized ODPA-TFMB polyimide-based thin film composite membranes for organic solvent nanofiltration (OSN)
Date Issued
2016
Date
2016
Author(s)
Wu, Jia-Ying
Abstract
有機溶劑奈米過濾(Organic Solvent nanofiltation, OSN)利用薄膜技術，可以去除分子量200-1000 Da的有機物，只讓分子小的溶劑通過薄膜。相較於傳統分離程序如蒸餾、吸收、層析來的更節能、操作上更安全。複合膜(Thin film composite membrane, TFC)常用來製備有機溶劑奈米過濾薄膜，由於其含有超薄的選擇層，選擇層下方為多孔支撐層，提供薄膜機械強度。相較於傳統的非對稱膜(integrally skinned asymmetric, ISA)，TFC膜的選擇層來的更薄，因此通量上來得更高。 本研究利用相轉換法及靜電紡絲法在不織布上製備耐溶劑的聚酰亞胺(PI)多孔層，之後利用介面聚合技術，製備緻密聚酰胺(Polyamide)選擇層，形成TFC薄膜，分析其表面微觀結構、表面官能基、接觸角等薄膜性質，應用到OSN上，結果發現其薄膜在具有穩定的溶劑通量與良好的溶質阻擋率，其分子截流量約為520 g/mol，在六小時長時間的操作下也不會被乙醇膨潤(swell)，是相當良好的有機溶劑奈米過濾材料。 此外研究不同基材(靜電紡絲與PVP添加劑)對多孔基材內部構造與表面的影響，以及其形成的TFC膜對OSN通量與阻擋率的影響。另外，添加二維片狀氧化石墨烯(graphene oxide, GO)到緻密聚酰胺層，形成奈米複合薄膜(Thin film nanocomposite membrane, TFN)，結果發現其氧化石墨烯層狀排列結構能在選擇層中形成特殊的通道障礙，阻擋溶質通過並提升溶質之阻擋率。
Subjects
Organic solvent nanofiltration
thin film composite membrane
graphene oxide incorporation
polyimide
Type
thesis
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