1。3。2 渗透汽化透有机物膜
透有机膜包含非极性/非极性体系,极性/非极性体系。在极性/非极性体系中,透有机物膜与透水膜相反,在水与有机物的混合溶液中优先透过有机物表明渗透汽化膜要采用疏水性的、极性低的、溶解度参数小的高分子聚合物,如含氟聚合物、硅橡胶、纤维素衍生物等;在极性/非极性的有机混合溶液分离时,如芳烃与醇的混合溶液分离利用分离组分的极性和分子组分的不同来选择合适的膜材料[6]。而在非极性/非极性的体系中,首先要选择的是非极性膜材料,在分离两种有机混合物时,选择与分离组分溶解因子相近的膜材料进行分离,如醇/醚分离膜材料主要采用聚苯醚、聚酰亚胺、乙酸纤维素等。
1。4 有机-无机杂化膜
传统的无机膜强度很高、不易腐蚀、耐溶剂、热稳定性好,但是膜脆弱、难于加工,制作工艺繁琐,而有机膜的柔韧性好、透气且密度低,但是膜的耐腐蚀性、耐溶剂性、耐高温性都很差。综合以上两种膜的优缺点,优势互补,在有机结构网络中引入无机质点,能有效改善膜的网络结构,提高其热稳定性,优化和改善膜的孔结构,增强膜的渗透性,提高膜的选择性。
杂化材料是一种新兴的渗透汽化膜材料,最早研究于二十世纪八十年代。这种材料没有严格的概念约束,一般就是将有机物与无机物在微观上相结合的一种材料[8]。
宏观上有机与无机材料的结合往往是为了改变单一材料的劣势。如在土砖块中加入稻草,因为稻草是有机纤维材料,可以防止在煅烧过程中出现裂纹;微观上有机和无机材料的杂化必须采用化学方法。
有机无机杂化材料作用力的不同可以分为两种,一种是通过弱作用力相结合(如范德华力,氢键),另一种是通过强作用力相结合(包含共价键、离子键和配位键)。由于有机无机含量的不同又可以分为无机-有机杂化膜和有机-无机杂化膜,当无机相为主相,有机相为客时称为无机-有机杂化膜;相反的,有机相含量大的为主相时,称为有机-无机杂化膜,此时无机相为客相。
1。4。1 聚乙烯醇(PVA)膜
聚乙烯醇(PVA)膜是有机膜,聚乙烯醇是白色粉末状固体的水溶性高聚物,性能在橡胶和塑料之间。聚乙烯醇可以溶于水,水的温度越高溶解度越大,几乎不溶于有机溶剂。聚乙烯醇具有强粘接力、耐磨、易成膜、柔韧性等优点,经过特殊处理具有耐水性。广泛用于纤维和非纤维,还大量运用于生产粘合剂、纸品加工剂、分散剂、薄膜等。成膜性聚乙烯醇易成膜,聚乙烯醇膜机械性能好,膜的聚合度、醇解度越高拉伸强度越好。粘接性聚乙烯醇与具有亲水性的纤维素有很好的粘接力,粘接力随聚合度和醇解度的增加而增强。用聚乙烯醇制备水溶液时不容易起泡,所以被广泛作为渗透汽化的制膜材料。
1。4。 2 氮化碳(C3N4)文献综述
氮化碳是一种硬度较大,类似于金刚石的、在自然界至今还未被发现的新的共价化合物,在合成氮化碳晶体研究中,与其他的合成方法相比较,该研究在物理和化学气相沉积方法取得了很好的结果。通过在反应体系中引入高活性的氮、碳原子或离子,从而在基片上沉积氮化碳薄膜。碳化氮是类似石墨相具有层状结构的化合物,制备成膜时,膜的强度高,热稳定性好[9~11]。
基于目前研究表明,碳化氮晶体的研究结果并不良好,主要表现在几乎没有发现新的合成方法能获得单一相的C3N4晶体,非晶薄膜或者多晶薄膜的生成给膜结构的分析带来很大困难;其次是合成的膜的形状、结构和各种光谱分析至今都难以相互验证。