Page 105 - 《精细化工》2022年第7期

第 7 期 李 晨，等: PVC/OHA/D2EHPA 基膜增强型聚合物包容膜的制备及性能评价 ·1391·

（M-1 膜）进行 5 个周期的运行实验，测定其稳定 由表 2 可以看出，本工作制备的基膜增强型
性，每个循环结束时，更换料液与反萃相溶液，结 PIM 载体含量较低，且具有相似的最大传质通量。
果如图 10 所示。
3 结论
将吸附型载体 OHA 固定于基体聚合物 PVC 上
与 D2EHPA 协同作用，成功制备了一种基膜增强型
PIM。结果表明，OHA 的加入提高了 PIM 的传输效
2+
2+
率，M-3 膜在 10 h Zn 的传输过程中，对 Zn 的回收
效果最好，萃取率和反萃率分别为 59.86%和 51.10%。
M-3 膜的初始传质通量约是仅含液相萃取剂 PIM 的
M-1 膜的 2 倍。5 个周期的长期运行，M-1 膜的传
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质通量从 312.64 mg/(m ·h)下降至 129.89 mg/(m ·h)。

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M-3 膜的传 质通量从 587.36 mg/(m ·h) 下降至
图 10 基膜增强型 PIM 稳定性测试
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Fig. 10 Stability test of matrix enhanced PIM 317.24 mg/(m ·h)。基膜增强型 PIM 保证运行稳定性
的同时，对 Zn 的传输效率更高。
2+
由图 10 可以看出，M-3 膜初始传质通量为
2
587.36 mg/(m ·h)，约是 M-1 膜初始传质通量〔312.64 参考文献：
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mg/(m ·h)〕的 2 倍。5 个周期结束后，两种膜的传 [1] NGHIEM L D, MORNANE P, POTTER I D, et al. Extraction and
质通量都有所下降，其原因：一方面是在传质过程 transport of metal ions and small organic compounds using polymer
中膜内的液相存在损失，导致载体总量减少；另一 inclusion membranes (PIMs)[J]. Journal of Membrane Science, 2006,
281(1): 7-41.
方面是金属离子通过 PIM 传质过程中，由于传质动
[2] ALMEIDA M I G S, CATTRALL R W, KOLEV S D. Recent trends
力及扩散阻力等原因，会有部分离子不能有效传质 in extraction and transport of metal ions using polymer inclusion
至膜的反萃界面而停留于膜孔道内，导致载体活性 membranes (PIMs)[J]. Journal of Membrane Science, 2012, 415/416:
位点占用后无法及时通过反萃更新，从而导致传质 9-23.
[3] ZULKEFELI N S W, WENG S K, HALIM N S A. Removal of heavy
通量有所下降。M-3 膜在第 5 个周期的传质通量
metals by polymer inclusion membranes[J]. Current Pollution
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〔317.24 mg/(m ·h)〕仍略大于 M-1 膜的初始传质通 Reports, 2018, 4(2): 84-92.
2
量，而 M-1 膜的传质通量降至 129.89 mg/(m ·h)。 [4] HOQUE B, ALMEIDA M I G S, CATTRALL R W, et al. Improving
在 5 个周期循环运行后，基膜增强型 PIM 与仅包含 the extraction performance of polymer inclusion membranes by
cross-linking their polymeric backbone[J]. Reactive and Functional
液相萃取剂的 PIM 都存在传质通量衰减问题，但基
Polymers, 2021, 160: 104813.
膜增强型 PIM 中 OHA 萃取占主导地位，D2EHPA [5] BABA Y, KUBOTA F, GOTO M, et al. Separation of cobalt(Ⅱ) from
则是为了递进目标离子发挥辅助传质作用。M-3 膜 manganese(Ⅱ) using a polymer inclusion membrane with N-[N,
比仅包含液相萃取剂的 M-1 膜具有更高的传质通量。 N-di(2-ethylhexyl)aminocarbonylmethyl]glycine (D2EHAG) as the
extractant/carrier[J]. Journal of Chemical Technology &
表 2 为本文制备基膜增强型 PIM 与其他 PIM 萃
Biotechnology, 2016, 91(5): 1320-1326.
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取 Zn 效果的对比。 [6] BACZYŃSKA M, SŁOMKA Ż, RZELEWSKA M, et al.
Characterization of polymer inclusion membranes (PIM) containing
表 2 同类研究中最大传质通量的比较
Table 2 Comparison of maximum mass transfer fluxes in phosphonium ionic liquids and their application for separation of
similar studies Zn( Ⅱ ) from Fe( Ⅲ )[J]. Journal of Chemical Technology and
Biotechnology, 2018, 93(6): 1767-1777.
最大传质通量/ 参考
膜组分 2 [7] WANG D, HU J G, LI Y, et al. Evidence on the 2-nitrophenyl octyl
[μmol/(m ·s)] 文献
ether (NPOE) facilitating copper(Ⅱ) transport through polymer
55% PVC+45% D2EHPA 2.58 [31] inclusion membranes[J]. Journal of Membrane Science, 2016, 501:
51% (CTA+NPOE)+49% Aliquat 336 2.43 [32] 228-235.
CTA+calix[4]crown-6 derivatives+NPPE 1.95 [33] [8] SCINDIA Y M, PANDEY A K, REDDY A V R. Coupled-diffusion
PVC+3-benzyl-acetylacetone+dioctyl adipate 2.95 [34] transport of Cr(Ⅵ) across anion-exchange membranes prepared by
61% PVC+22% OHA+17% D2EHPA 2.50 本文 physical and chemical immobilization methods[J]. Journal of
注：组分中的百分数均为质量分数。三硝酸纤维素（CTA）， Membrane Science,2005, 249:143-152.
邻硝基苯辛醚（NPOE），甲基三辛基氯化铵（Aliquat 336），杯 [9] WITT K, RADZYMINSKA-LENARCIK E, KOSCIUSZKO A, et al.
[4]冠-6 衍生物（calix[4]crown-6 derivatives），2-硝基苯基戊基醚 The influence of the morphology and mechanical properties of
（NPPE），3-苄基乙酰丙酮（3-benzyl-acetylacetone），己二酸二 polymer inclusion membranes (PIMS) on zinc ion separation from
辛酯（dioctyl adipate）。 aqueous solutions[J]. Polymers, 2018, 10(2): 134.