壳聚糖-聚乙烯醇/聚丙烯腈复合膜分离乙酸乙酯-乙醇-水的性能

制备了壳聚糖-聚乙烯醇/聚丙烯腈(CS-PVA/PAN)复合膜,用于乙酸乙酯-乙醇-水三组分溶液的分离。考察了CS-PVA/PAN复合膜的溶胀性、CS含量与料液温度对CS-PVA/PAN复合膜渗透汽化性能的影响;用傅里叶变换红外光谱对CS,PVA,CS-PVA均质膜进行了表征。实验结果表明,在料液温度313.15K、CS-PVA/PAN复合膜中w(CS)=50%时,CS-PVA/PAN复合膜能有效地脱除乙酸乙酯(质量分数84.6%)-乙醇(质量分数3.4%)-水(质量分数12.0%)三组分溶液中的水分,渗透通量为183g/(m2.h),分离因子为4 160;且随料液温度的升高,渗透通量增大,分离因子减小,渗透通量和料液温度能较好地符合Arrhenius方程。     

渗透蒸发膜分离的实验研究

以多孔聚醚砜 (PES)超滤膜为支撑层 ,以戊二醛为交联剂制备亲水性聚乙烯醇 (PVA) /PES复合膜 ,分别在6 0、70、80℃下对不同浓度的乙二醇溶液进行渗透蒸发实验 ,并在不同温度下对PVA均质膜做了溶涨平衡实验 ,考察了操作参数对渗透蒸发膜分离性能的影响。结果表明 ,随着温度的升高 ,膜溶涨度增强 ,渗透通量增加 ,但对水的选择性有所降低。随着料液中乙二醇浓度的增大 ,膜溶涨度增强 ,并在某一浓度出现最大值 ,并对水的分离选择因子出现最小值。对于渗透通量 ,随着料液中乙二醇浓度的增大 ,乙二醇的分通量增加 ,水的分通量减小。     

α-Al_2O_3中空纤维复合膜的制备及其对甲醇水溶液的分离

采用聚酰胺酸(PA)-N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)或PA-SiO2颗粒-DMAC涂膜液涂敷,通过300℃亚胺化或800℃碳化处理,对α-Al2O3中空纤维膜进行改性。在改性α-Al2O3中空纤维膜上浸涂聚乙烯醇(PVA)溶液并用戊二醛(GA)交联剂进行交联,制备α-Al2O3中空纤维渗透汽化复合膜,并对甲醇水溶液进行渗透汽化膜分离,考察了温度、料液浓度、涂膜液组成对复合膜分离性能的影响。实验结果表明,涂敷PA-DMAC涂膜液并经亚胺化的改性方式最佳,在此基础上浸涂12%(w)PVA溶液和6%(w)GA交联剂制备的复合膜分离性能较好;在温度40℃、压差100 kPa的条件下,对96%(w)甲醇水溶液的分离因子为25.0,渗透通量为15.0 g/(m2·h)。     

PVA/PS中空纤维复合膜脱除丙烯中微量水分的研究

以亲水性的聚乙烯醇(PVA)为原料,采用涂敷法制备了PVA/聚砜(PS)中空纤维复合膜,考察了气相丙烯中脱除微量水分的蒸汽渗透性能。分析讨论了PVA的浓度、交联剂用量、热处理温度及基膜对膜蒸汽渗透分离性能的影响。结果表明,在一定的制膜条件及渗透工艺条件下,对于含水质量分数为4.292×10-3的气相丙烯,其渗透通量为19.8 g/(m2·h),分离因子为739。     

聚苯胺-聚乙烯醇复合膜的制备及其力学性能

采用聚乙烯醇(PVA)为基质材料,用盐酸进行掺杂,制备了聚苯胺(PANI)-PVA复合膜。考察了PVA含量、盐酸浓度、氧化剂过硫酸铵(APS)用量、反应时间和膜干燥温度等因素对PANI-PVA复合膜拉伸断裂强度的影响。实验结果表明,PANI与PVA可进行有效的复合,使PANI的拉伸断裂强度得到大幅提高,且PANI-PVA复合膜的拉伸断裂强度随PVA含量的增加而增大;在PVA质量分数40%(基于PVA和PANI的总质量)、c(HCl)=1.0 mol/L、反应时间为4.0 h、n(APS):n(苯胺)=1.0、膜干燥温度为80℃的条件下,所得盐酸掺杂的PANI-PVA复合膜的拉伸断裂强度达到最大值(60.8 MPa)。     

3D打印聚乳酸膜及其油-水分离性能

采用3D(3-Dimension)打印技术制备了具有规则孔道结构且孔径可控的多孔聚乳酸(PLA)膜,然后以聚乙烯醇(PVA)为表面改性剂,利用氢键交联作用制备了PVA/PLA复合膜。当PLA膜基底填充率为70%时制备的PVA/PLA-70%复合膜的水下油接触角为165.9°,具有超疏油特性。在使用微量水润湿油-水分离膜条件下,PVA/PLA-70%复合膜的油-水分离实验结果表明：PVA/PLA-70%复合膜的油-水分离效率大于99%、水通量高达73.12 L/(m²·s);油-水分离循环使用80次后,分离效率仍大于97%,且水通量稳定在56.10 L/(m²·s),PVA改性PLA膜具有良好的循环稳定性。利用3D打印技术为制备可生物降解的油-水分离膜提供了新的研究方法。     

CO_2分离中空纤维复合膜的制备及其气体渗透性能的研究

以甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯(DMAEMA)-聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯(PEGMEMA)共聚物为分离层材料,以聚砜(PSf)中空纤维膜作为底膜,采用浸渍涂层的方法制备了P(DMAEMA-PEGMEMA)/PSf中空纤维复合膜。考察了涂层液中共聚物的含量和涂层次数对中空纤维复合膜的性能以及操作条件(温度和压差)对分离性能的影响。实验结果表明,涂层液中共聚物的质量分数为2%、经4次涂层制备的中空纤维复合膜具有较佳的性能,在35℃,0.2MPa条件下CO2渗透速率达24.3GPU,选择性系数αCO2/N2,αCO2/CH4,αCO2/H2分别为30.9,12.5,1.5;在中空纤维复合膜中CO2,N2,CH4,H2的渗透速率符合Arrhenius关系式;N2,CH4,H2在中空纤维复合膜中的渗透行为符合溶解-扩散模型,CO2的渗透由溶解-扩散和促进传递两部分组成。     

PVA/PAN渗透汽化膜分离己二酸二甲酯—甲醇—水体系的稳定性研究

选用聚乙烯醇/聚丙烯腈(PVA/PAN)复合膜为渗透汽化膜,考察其分离己二酸二甲酯—甲醇—水体系的稳定性。结果表明:不同进料流量和不同操作温度下,渗透汽化过程是稳定的。在一定的时间之后,实验中的各个参数均达到稳定态,渗透汽化过程和产品质量不再随时间变化,建立的装置满足连续生产的工艺要求。     

无模板剂ZSM-5沸石膜在乙酸乙酯渗透汽化脱水中的应用

采用二次生长法,以α-Al2O3为载体,制备无模板剂ZSM-5沸石膜,并用异丙醇-水体系表征膜的渗透汽化性能。通过优化膜合成液的SiO2/Al2O3摩尔比、晶种浓度、晶化次数、晶化时间以及F/Si摩尔比,制备得到具有高渗透汽化性能的ZSM-5沸石膜。将此沸石膜用于乙酸乙酯脱水实验,考察了操作温度对其渗透汽化脱水性能的影响。结果表明,采用优化条件制备的超亲水性无模板剂ZSM-5沸石膜,在70℃时,对质量分数90%的异丙醇水溶液的渗透通量和分离因数可分别达0.358 kg/(m2?h)和10338;对97%的乙酸乙酯水溶液进行渗透汽化脱水,渗透通量可达0.287 kg/(m2?h),分离因数可达3790。     

减压膜蒸馏淡化处理盐水的实验研究

以NaCl水溶液为实验体系,使用聚丙烯中空纤维膜研究减压膜蒸馏过程中的影响因素,考察了料液温度、冷侧真空度、料液流量以及料液浓度对膜的渗透通量和截留率的影响。结果表明,随着真空度及料液流量、温度的提高,膜的渗透通量有增加的趋势,当料液浓度在10 g/L以上时,膜的渗透通量有下降趋势;但馏出液的电导率不受各因素变化影响,通常在4μS·cm-1左右;膜的截留率达到99%以上。     

磷钨酸/聚乙烯醇催化膜制备生物柴油的研究

以聚乙烯醇(PVA)为载体,磷钨酸(HWP)为催化粒子,通过溶剂挥发法制备HWP/PVA催化膜,研究并优化HWP/PVA质量比、催化膜厚度、原料油中含水率、共溶剂种类、共溶剂添加量对大豆油转化率的影响。实验结果表明,经优化制备的HWP/PVA催化膜在最佳反应条件下,大豆油最大转化率达到90.6%。当原料油中的含水率≤5%(w)时,催化膜可以吸收原料油中的水分,原料油中的水分对酯交换反应影响较小。经过戊二醛交联后的催化膜较未交联催化膜重复使用性好。交联的催化膜使用6次后,大豆油转化率没有明显下降。     

Co~(2+)固载PVA促进传递膜渗透汽化分离环己烯/环己烷的研究

针对无载体膜分离烯烃/烷烃选择性差的状况,制备了Co2+固载促进传递膜,研究了固载量、阴离子种类、料液温度及料液中环己烯的质量分数等对膜分离性能的影响。结果表明,膜的较佳固载量([Co2+]/[-OH])是0.75;应优先选用尺寸较大且与Co2+之间的离解能较小的阴离子;料液温度升高,膜的渗透通量增加,分离因子下降,但渗透通量和料液温度之间不符合Arrehenius关系;料液中环己烯的质量分数增大,膜的渗透量增大,分离因子下降。     

H_3(PW_(12)O_(40))/PVA催化膜用于酯化反应的研究

对渗透蒸发和酯化反应的耦合过程进行了研究。制备了Ｈ３（ＰＷ１２Ｏ４０）／ＰＶＡ催化功能膜，用于乙酸丁酯合成反应。试验考察了温度、初始进料物质的量比对反应转化率的影响。     

PDMS/PVDF中空纤维复合膜分离有机蒸汽/氮气的研究

制备了用于正庚烷/氮气分离的PDMS/PVDF复合膜。分析讨论了原料气压力、流速、原料气中正庚烷浓度、透过侧压力及操作温度等因素对气体分离性能的影响。在一定的操作条件下,当原料气中正庚烷质量分数为6%时,正庚烷的渗透速率为2.5E-06 mol/(m2.s.Pa),分离因子可达600左右。