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納米銀修飾的聚偏氟乙烯納米纖維兩面神催化反應濾膜

納米銀修飾的聚偏氟乙烯納米纖維兩面神催化反應濾膜
《高分子科學前沿》微信公眾號 / 時間:2019-02-12 10:26:22

  據高分子科學前沿微信公眾平臺2019年2月3日訊 反應催化和產物分離是化學反應的兩個基本步驟。膜催化反應器能促使反應物轉變為產物,而膜分離反應器能幫助產物從反應體系中分離出來,促進反應的正向進行。但目前,同時具備反應催化和產物分離功能的膜器件卻未見報道。

  近日,一種納米銀修飾的聚偏氟乙烯納米纖維兩面神濾膜,實現了液相催化+產物萃取二合一的設想。這種材料由來自佛山科學技術學院的苗磊博士和加拿大女皇大學(Queen's University)的劉國軍教授課題組共同研發。該兩面神濾膜以聚偏氟乙烯(PVDF)納米纖維膜為基材制備得到。濾膜的單側沉積了銀納米粒子,同時保留了部分PVDF納米纖維區(圖1左)。濾膜的銀沉積區和膜背面呈現顯著的親疏水特性(圖1右)。


納米銀修飾的聚偏氟乙烯納米纖維兩面神催化反應濾膜

圖1.兩面神濾膜親/疏水面的實物照片(左)和接觸角照片(右)


  該濾膜的制備簡單易行。首先靜電紡絲得到PVDF納米纖維膜,其次利用靜電噴霧選擇性的在膜表面沉積SnCl2,再通過AgNO3溶液浸泡,原位還原得到銀納米粒子,最后150℃輕度燒結20min,固定銀納米粒子。


納米銀修飾的聚偏氟乙烯納米纖維兩面神催化反應濾膜

圖2.兩面神催化反應分離器的應用:A)左池進行對硝基苯酚的催化還原;B)催化反應進行90min后;

C)左池加入10mL乙酸乙酯;D)加入乙酸乙酯10min后。


  對硝基苯酚在硼氫化鈉作用下的經典還原反應被用來測試兩面神濾膜的催化性能。該反應在膜的親水側進行;反應完畢后,在反應體系中加入乙酸乙酯,利用膜親水側預先保留的PVDF區,產物對氨基苯酚就可以被乙酸乙酯萃取至膜的疏水側(圖2)。實驗證實,該兩面神濾膜在經歷7次催化或7次油相分離后,催化性能和油通量依然穩定。在最佳反應濃度下,利用2倍于反應液體積的乙酸乙酯,就可以將90%以上的產物萃取出來。相關研究發表于ACS Applied Materials & Interfaces。



點擊次數:430  發布日期:2019-02-13  【打印此頁】  【關閉
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