渗透汽化-结晶耦合分离稀溶液中的香兰素

以聚醚嵌段共聚酰胺(PEBA2533)为膜材料,采用干法相转化法制备性能优异的高分子膜,用于渗透汽化-结晶耦合(PVCC)分离系统中回收稀水溶液中的香兰素。采用扫描电子显微镜(SEM)对PEBA2533膜的形貌进行表征。考察原料液浓度、温度对膜渗透汽化性能的影响。结果表明:随着溶液浓度的增加,PEBA2533膜溶胀性能增加,说明PEBA2533能够优先吸附香兰素;随原料液浓度增加,香兰素渗透通量增加,分离因子略微下降;原料液温度增加,香兰素渗透通量和分离因子都增加;并通过Arrhenius方程计算得到香兰素比水对温度更加敏感。PVCC系统中控制一级冷凝器温度为2℃时,一级冷凝器中结晶态香兰素通量为39.52 g·m~(-2)·h~(-1),纯度在99%以上。     

渗透汽化-结晶耦合分离稀溶液中的香兰素

以聚醚嵌段共聚酰胺（PEBA2533）为膜材料,采用干法相转化法制备性能优异的高分子膜,用于渗透汽化-结晶耦合（PVCC）分离系统中回收稀水溶液中的香兰素。采用扫描电子显微镜（SEM）对PEBA2533膜的形貌进行表征。考察原料液浓度、温度对膜渗透汽化性能的影响。结果表明：随着溶液浓度的增加,PEBA2533膜溶胀性能增加,说明PEBA2533能够优先吸附香兰素;随原料液浓度增加,香兰素渗透通量增加,分离因子略微下降;原料液温度增加,香兰素渗透通量和分离因子都增加;并通过Arrhenius方程计算得到香兰素比水对温度更加敏感。PVCC系统中控制一级冷凝器温度为2℃时,一级冷凝器中结晶态香兰素通量为39.52 g·m^-2·h^-1,纯度在99%以上。     

疏水SiO_2填充PDMS膜分离水中乙酸正丁酯的性能

以聚偏氟乙烯(PVDF)为支撑层,选用疏水性纳米SiO_2粉体作为改性剂,制备出聚二甲基硅氧烷(PDMS)复合膜材料,并用于乙酸正丁酯/水溶液的渗透汽化分离。采用SEM、FTIR、XRD、拉伸实验、接触角及正电子湮没寿命谱测定等对膜材料物理化学性能进行了表征,考察了膜材料的溶胀行为及渗透汽化性能。结果表明,SiO_2在PDMS膜中分散均匀,且没有发生化学作用,并提高了膜材料的机械强度和疏水性。随着SiO_2添加量增加,膜在乙酸正丁酯溶液中的溶胀度先升后降,渗透通量呈下降趋势,而分离因子先增大后减小。当SiO_2添加量为4%(质量)时,随进料浓度的增加,渗透通量增大,分离因子先增大后减小;随着温度升高,渗透通量增大,分离因子减小;渗透通量和分离因子最大值分别为240 g·m~(-2)·h~(-1)和542。     

PDMS/ZSM-5膜的制备及渗透汽化分离水中乙酸正丁酯和乙酸乙酯

为探究出适合分离水中的乙酸正丁酯和乙酸乙酯的新型渗透汽化膜材料,选用沸石ZSM-5 对聚二甲基硅氧烷(PDMS)材料进行填充改性,以聚偏氟乙烯(PVDF)为支撑层,采用刮涂法制备PDMS/ZSM-5/PVDF复合膜渗透汽化分离水中的乙酸正丁酯和乙酸乙酯。采用SEM、接触角测量仪、FTIR、TGA和XRD等对膜材料物理化学性能进行表征,考察了膜材料的溶胀行为及渗透汽化性能。结果表明,ZSM-5在 PDMS 膜中分散均匀,且没有发生化学作用,并提高了膜材料的疏水性和热稳定性。随着ZSM-5添加量的增加,膜在乙酸正丁酯和乙酸乙酯的溶胀度和待分离组分在膜材料中的扩散速率不断增加。随着进料浓度和温度的增加,渗透通量不断增大,分离因子先增大后减小。随着ZSM-5在PDMS/ZSM-5/PVDF复合膜中含量的增加,总渗透通量增加,而分离因子呈现先增加后减小的趋势。当添加量为10%（质量）时,分离因子达到最大值。对于乙酸正丁酯/水体系,渗透通量和分离因子最大值分别为319 g·m ^-2·h ^-1和131;而对于乙酸乙酯/水体系,渗透通量和分离因子最大值分别为1385 g·m ^-2·h ^-1和121。     

疏水SiO2填充PDMS膜分离水中乙酸正丁酯的性能

以聚偏氟乙烯（PVDF）为支撑层,选用疏水性纳米SiO₂粉体作为改性剂,制备出聚二甲基硅氧烷（PDMS）复合膜材料,并用于乙酸正丁酯/水溶液的渗透汽化分离。采用SEM、FTIR、XRD、拉伸实验、接触角及正电子湮没寿命谱测定等对膜材料物理化学性能进行了表征,考察了膜材料的溶胀行为及渗透汽化性能。结果表明,SiO₂在PDMS膜中分散均匀,且没有发生化学作用,并提高了膜材料的机械强度和疏水性。随着SiO₂添加量增加,膜在乙酸正丁酯溶液中的溶胀度先升后降,渗透通量呈下降趋势,而分离因子先增大后减小。当SiO₂添加量为4%（质量）时,随进料浓度的增加,渗透通量增大,分离因子先增大后减小;随着温度升高,渗透通量增大,分离因子减小;渗透通量和分离因子最大值分别为240 g·m^-2·h^-1和542。     

ZIF-67/PEBA杂化膜分离水中乙酸乙酯

为了提升从水溶液中回收乙酸乙酯的渗透汽化分离效率,将疏水ZIF-67颗粒填充到聚醚共聚酰胺(PEBA)中,制备得到ZIF-67/PEBA杂化膜。通过扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、接触角测量、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、热重(TGA)和溶胀度测试等手段对ZIF-67和杂化膜的物理化学性质进行表征,通过渗透汽化实验考察ZIF-67质量分数、进料质量分数和温度对膜分离性能的影响。结果表明ZIF-67与PEBA基质之间为物理共混,杂化膜疏水性增强。随着ZIF-67质量分数的增加,总渗透通量先降低后升高,分离因子先升高后降低,当ZIF-67质量分数为5%时分离因子最高;随着进料质量分数或温度增加,总渗透通量和分离因子均增加,最大总渗透通量为2299g·m~(-2)·h~(-1),最大分离因子为122。研究为渗透汽化技术工业化应用提供了必要的基础数据和理论依据。     

PVA膜在低浓度正丁醇/水溶液中渗透汽化行为研究

在传统的正丁醇发酵过程中,通常正丁醇的浓度不仅很低,而且对发酵过程有一定的产物抑制,影响发酵过程的连续正常进行。因此考虑使用聚乙烯醇(PVA)膜在渗透蒸发的作用下浓缩低浓度正丁醇/水溶液,考察了正丁醇原料液浓度、实验温度、真空度等操作条件对膜渗透通量和分离因子的影响。结果表明,渗透通量和分离因子均随温度的增加而增加,在60℃时,分离因子达到最大值;渗透通量随正丁醇进料浓度的增加而降低,分离因子则呈先升高后减小的趋势,并出现最大值;渗透通量和分离因子均随真空度的增加而增加。     

PVA膜在低浓度正丁醇/水溶液中渗透汽化行为研究

在传统的正丁醇发酵过程中,通常正丁醇的浓度不仅很低,而且对发酵过程有一定的产物抑制,影响发酵过程的连续正常进行。因此考虑使用聚乙烯醇(PVA)膜在渗透蒸发的作用下浓缩低浓度正丁醇/水溶液,考察了正丁醇原料液浓度、实验温度、真空度等操作条件对膜渗透通量和分离因子的影响。结果表明,渗透通量和分离因子均随温度的增加而增加,在60℃时,分离因子达到最大值;渗透通量随正丁醇进料浓度的增加而降低,分离因子则呈先升高后减小的趋势,并出现最大值;渗透通量和分离因子均随真空度的增加而增加。     

β-环糊精/聚醚共聚乙酰胺填充膜的制备及渗透汽化分离水中微量苯酚

将β-环糊精(β-CD)添加到聚醚共聚乙酰胺(PEBA)中制备β-环糊精/聚醚共聚乙酰胺填充膜(β-CD-f-PEBA),用于苯酚-水的渗透汽化分离研究。SEM、FTIR表明β-环糊精在膜中分散均匀且与膜结合紧密,与膜间只有氢键相互作用而未发生化学交联。拉伸实验表明膜的拉伸强度和断裂强度均随着β-CD添加量的增加先减小后增大。采用基团贡献法计算了PEBA、苯酚及水的溶解度参数,证明PEBA膜对苯酚具有较高的选择吸附性。通过溶胀验证膜对苯酚的选择吸附性能,膜对苯酚的吸附量度随着料液中苯酚浓度和膜中β-CD添加量的增加而增加。考察了PEBA和β-CD-f-PEBA膜的渗透汽化性能,当β-CD填充量为0.5%(质量)时,分离效果最佳,渗透通量和分离因子分别为3062.9 g·m~(-2)·h~(-1)和43.3。通过Arrhenius方程计算苯酚和水的渗透活化能分别为97.19和52.12k J·mol-1。重复实验表明β-CD-f-PEBA膜的操作稳定性良好。     

硬脂酸改性γ-Al_2O_3填充PEBAX膜渗透汽化分离苯胺

利用硬脂酸对纳米γ-Al_2O_3改性,分别制备了聚醚共聚酰胺(PEBAX)均质膜、填充膜、复合膜以及填充型复合膜四种分离膜,探讨了膜在苯胺/正庚烷体系中的溶胀性能和渗透汽化性能。利用FT-IR、XRD分别考察了改性前后γ-Al_2O_3颗粒官能团和晶体结构的变化情况,通过SEM观察膜的形貌结构。溶胀实验结果表明:随着料液中苯胺浓度和料液温度的升高,溶胀度均持续增大,在48 h时达到溶胀平衡,填充量为2%(wt)时填充膜的溶胀效果最好;渗透汽化实验结果表明:膜的渗透通量和分离因子均随料液中苯胺浓度和料液温度的升高而持续增大,填充型复合膜的综合性能最优,其填充量为2%(wt)时分离性能最佳,当苯胺浓度为5000μg×g~(-1)、温度为70℃时,膜的渗透总通量为5.64 kg×m~(-2)×h~(-1),分离因子为3.07。     

Use of solubility parameters for the preparation of hemodialysis membrances

The Solvent mixtures of acetone and ethanol (swelling agent) were selected for the preparation of cellulose acetate dialysis membranes using the solubility parameter concept. Increased concentration of ethanol or decreased concentration of cellulose acetate in the formulation resulted in membranes with higher dialysis rate constants but with decreased tensile strengths. The membranes prepared from 20 g of cellulose acetate per 100 ml of mixed solvent of 59.9 mole-% acetone and 40.1 mole-% ethanol were comparable to Cuprophane membrane but were better than those prepared by using formamide as a swelling agent.     

Recovery of isobutanol from esterified wastewater by PDMS composite membrane

The esterification reaction of acetic acid and isobutanol produces isobutyl acetate, which generates a large amount of wastewater containing isobutanol. The conventional biochemical treatment is heavy and wastes resources. The effects of isobutanol concentration on the swelling degree and separation performance of polydimethylsiloxane (PDMS) membrane, the operating parameters of the pervaporation process and the effect of isobutyl acetate on the recovery of isobutanol by PDMS membrane were studied. The results show that with the isobutanol concentration increases from 1%(mass) to 3%(mass), the swelling degree of the PDMS membrane increases first and then stabilizes, the flux of isobutanol increases, and the separation factor is about 15. When the operating temperature increases from 30℃ to 60℃, the flux increases, the separation factor of isobutanol decreases, and the total apparent activation energy is 33.87 kJ/mol. With increase of the flow rate, the isobutanol flux is stability while the separation factor increases slightly. The trace amounts of isobutyl acetate can promote the recovery of isobutanol by the membrane. The recovery rate of isobutanol by PDMS membrane is greater than 94.0%, and the concentration of isobutanol in the retentate can be reduced to 0.1%(mass). The research results can provide a basis for PDMS composite membrane to treat low-concentration organic solvent wastewater.     

PDMS复合膜回收酯化反应废水中的异丁醇

乙酸与异丁醇酯化反应生产乙酸异丁酯,产生大量含异丁醇的废水,常规生化处理负荷重,浪费资源。采用PDMS复合膜分离回收酯化废水中的异丁醇,考察了异丁醇浓度对PDMS复合膜溶胀度及分离性能的影响,优化渗透汽化过程操作参数,研究了乙酸异丁酯对PDMS复合膜回收异丁醇效果的影响。结果表明,随着异丁醇浓度从1%增大到3%(质量),PDMS复合膜溶胀度先增大后趋于平稳,异丁醇的渗透通量呈增大趋势,分离因子保持在15左右;操作温度从30℃升至60℃时,渗透通量增大,异丁醇的分离因子下降,总表观活化能为33.87 kJ/mol;流速增加,Reynolds数增大,异丁醇渗透通量变化不大,但分离因子略有增大;微量乙酸异丁酯的存在可促进渗透汽化膜回收异丁醇。采用PDMS复合膜分离酯化废水中的异丁醇,回收率大于94.0%,渗余液中异丁醇浓度可降至0.1%(质量)左右。研究结果可为PDMS复合膜处理低浓度有机溶剂废水提供依据。     

β-环糊精/聚醚共聚乙酰胺填充膜的制备及渗透汽化分离水中微量苯酚

将β-环糊精（β-CD）添加到聚醚共聚乙酰胺（PEBA）中制备β-环糊精/聚醚共聚乙酰胺填充膜（β-CD-f-PEBA）,用于苯酚-水的渗透汽化分离研究。SEM、FTIR表明β-环糊精在膜中分散均匀且与膜结合紧密,与膜间只有氢键相互作用而未发生化学交联。拉伸实验表明膜的拉伸强度和断裂强度均随着β-CD添加量的增加先减小后增大。采用基团贡献法计算了PEBA、苯酚及水的溶解度参数,证明PEBA膜对苯酚具有较高的选择吸附性。通过溶胀验证膜对苯酚的选择吸附性能,膜对苯酚的吸附量度随着料液中苯酚浓度和膜中β-CD添加量的增加而增加。考察了PEBA和β-CD-f-PEBA膜的渗透汽化性能,当β-CD填充量为0.5%（质量）时,分离效果最佳,渗透通量和分离因子分别为3062.9 g·m^-2·h^-1和43.3。通过Arrhenius方程计算苯酚和水的渗透活化能分别为97.19和52.12 kJ·mol^-1。重复实验表明β-CD-f-PEBA膜的操作稳定性良好。     

ZSM-5沸石填充聚氨酯膜的制备及渗透汽化分离水中乙酸异丙酯

采用两步法制备了ZSM-5沸石填充的疏水性端羟基聚丁二烯基聚氨酯（PU）膜,用以分离水中芳香性有机物乙酸异丙酯。对该膜的化学结构、形貌及热稳定性进行了表征,并研究了ZSM-5沸石填充的PU膜的溶胀度及渗透汽化性能。结果表明：添加ZSM-5沸石后,膜的热稳定性明显提高,沸石与膜的相容性较好,且随着添加量的增加,膜的溶胀度降低,分离因子先升后降。在303 K、料液浓质量分数为1%的条件下,ZSM-5添加量为20%（质量分数）时,分离因子达到最高;同时随着料液浓度及操作温度的上升,通量和分离因子都增加。在333 K、料液质量分数为1%的条件下,PU-ZSM-5-20膜的分离因子及通量最高可达288.72 g/（m2·h）和53.21 g/（m2·h）。     

部分水解聚醋酸乙烯酯的制备及其分离苯/环己烷混合物的渗透汽化特性

聚醋酸乙烯酯（PVAc）经醇解反应制备了不同水解度的聚醋酸乙烯酯（PHPVAc）,并探索了PHPVAc水解度、成膜技术、测试条件对膜渗透汽化性能影响的规律.实验发现,改变膜材料的水解度、铸膜溶剂组成、操作温度以及料液组成可以调节膜的分离性能,获得较佳的分离效果.     

Ionic conductivity and related properties of crosslinked chitosan membranes

Crosslinked chitosan membranes were prepared with a relatively low degree of crosslinking with epichlorohydrin and glutaraldehyde as crosslinking agents under heterogeneous and homogeneous conditions, respectively. The tensile properties, crystallinity, swelling index, and ionic conductivity of the crosslinked membranes were investigated. A significant decrease in the crystallinity and a large change in the swelling ratio of the crosslinked membrane were observed. In comparison with the uncrosslinked chitosan membrane, when the chitosan membrane was crosslinked with an appropriate degree of crosslinking under homogeneous conditions, its ionic conductivity after hydration for 1 h at room temperature increased by about one order of magnitude. In addition, with a lower concentration of the crosslinking agent, the tensile strength and breaking elongation of the crosslinked membrane were almost unchanged. Moreover, up to a critical value, the tensile strength of the membrane increased gradually, and the breaking elongation decreased slowly. © 2003 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 89: 306–317, 2003