不同网格尺寸的聚乙烯醇水凝胶膜的制备及离子渗透性能

作     者：赵宝 马文中 张鹏 徐荣 张琪 钟璟 Bao Zhao;Wenzhong Ma;Peng Zhang;Rong Xu;Qi Zhang;Jing Zhong

作者机构：常州大学石油化工学院江苏省绿色催化材料与技术重点实验室江苏常州213164 常州大学材料科学与工程学院江苏省环境友好高分子材料重点实验室江苏常州213164 

出 版 物：《高分子材料科学与工程》 (Polymer Materials Science & Engineering)

年 卷 期：2020年第36卷第7期

页      面：149-157页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(21406017) 江苏省高等学校自然科学研究项目(18KJA430005,18KJA530001) 中国石油化工股份有限公司科技项目(218024-11) 江苏省先进催化与绿色制造协同创新中心(常州大学) 

主　　题：聚乙烯醇 水凝胶膜 网格尺寸 渗透系数 

摘      要：聚乙烯醇(PVA)水凝胶膜由于交联网络结构而具有运输特性,通过网格尺寸来调控离子在其中的渗透扩散行为对其选择渗透功能具有重要意义。本文以戊二醛为交联剂制备了具有不同网格尺寸的PVA水凝胶膜,研究了离子在水凝胶膜中的渗透性能。通过红外光谱、X射线衍射和扫描电镜表征了PVA水凝胶膜的微观结构,计算其凝胶含量、溶胀度和网格尺寸等参数,并将这些参数与离子在PVA水凝胶膜中的渗透扩散性相关联。结果表明,随着交联剂浓度的增加,PVA水凝胶膜的交联程度增加,网格尺寸随之下降,结晶度和溶胀性也明显下降。同时,当网格尺寸从15.07 nm调控到了3.76 nm时,K^+,Na^+,Ca^(2+)和Mg^(2+)的渗透系数也从19.5×10^(-7)cm^2/s,18.0×10^(-7)cm^2/s,12.2×10^(-7)cm^2/s,10.9×10^(-7)cm^2/s分别降到3.44×10^(-7)cm^2/s,2.84×10^(-7)cm^2/s,2.22×10^(-7)cm^2/s,1.76×10^(-7)cm^2/s,实现了对离子在PVA水凝胶膜中的渗透扩散行为的调控。