全硅沸石/聚二甲基硅氧烷渗透汽化膜制备及分离性能

考察了全硅沸石/聚二甲基硅氧烷(PDMS)渗透汽化均质膜制膜液中国液比(质量比)对渗透汽化膜性能的影响,利用均匀设计优化方法对交联时间、交联温度、全硅沸石填充鼍和PDMS中b胶量等对膜分离因子的影响进行了研究,制备了对丁醇分离性能较高的渗透汽化均质膜.50℃下,分离原料液质量分数为1.6%的丙酮-丁醇-乙醇-水溶液时,...     

PDMS/PTFE沸石填充复合膜及渗透汽化性能研究

以MFI疏水沸石作为填充剂,制备了PDMS（聚二甲基硅氧烷）/PTFE沸石填充复合膜,并利用SEM、XRD等手段对其进行了表征。以环己酮/水溶液为分离实验体系,考察了沸石填充量对PDMS/PTFE沸石填充复合膜渗透汽化性能的影响。     

聚二甲基硅氧烷/聚醚砜复合膜渗透汽化分离水中乙酸的性能研究

制备了聚二甲基硅氧烷/聚醚砜(PDMS/PES)复合膜,用于乙酸/水体系的渗透汽化分离。研究了料液质量浓度、温度、流速及下游侧压力对渗透汽化分离性能的影响。实验结果表明,随着料液中乙酸质量浓度的增大,渗透通量增加,而分离因子呈先增大后减小的趋势;随着料液温度的升高,渗透通量增大而分离因子减小;随着料液流速的增大,渗透通量增大而分离因子减小,当达到湍流状态后,两者的变化趋势不明显;随着下游侧压力的增大,渗透通量和分离因子均减小,为获得较好的分离效果应使透过侧保持尽可能高的真空度。     

乙烯基硅橡胶膜萃取含盐废水中正戊酸

通过溶胀性能、表面性能测定对比聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜管和聚甲基乙烯基硅氧烷(PVMS)膜管在萃取正戊酸前后的特性变化及其自身差异,结果发现,PVMS膜的接触角和溶胀度均高于PDMS膜。膜萃取正戊酸后,膜的化学结构发生了变化,PVMS膜更利于小分子物质通过。以PVMS膜为研究对象,考察了料液浓度、料液流速、萃取液种类对渗透萃取正戊酸过程的影响,讨论了乙烯基硅橡胶膜从含盐废水中分离低分子有机酸的机理,并优化其工艺条件。结果表明:随着料液浓度的提高,正戊酸的去除率和回收率先增加后减小,当料液中正戊酸质量分数为7%时,去除率最大可达为94%;当料液中正戊酸质量分数为2%时,回收率最大达到45.8%。相比于水作萃取液,碱性萃取液将传质提高近1倍,且碳酸钠作萃取液具有更好的适用性。流速在1~20 mL/min时,增大料液流速,正戊酸的去除率和回收率都增加,可在实际应用中适当增大流速来增强分离效果。     

乙烯基硅橡胶膜萃取含盐水中正戊酸的研究

摘 要：通过溶胀性能、表面性能测定对比聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜和聚甲基乙烯基硅氧烷(PVMS)膜在萃取正戊酸前后的特性变化及其自身差异,结果发现,PVMS膜的接触角和溶胀度均高于PDMS膜。膜萃取正戊酸后,膜的化学结构发生了变化,PVMS膜更利于小分子物质通过。在此基础上,针对性能优异的PVMS膜,考察了料液浓度、料液流速、萃取液种类对渗透萃取正戊酸过程的影响,讨论了乙烯基硅橡胶膜从含盐废水中分离低分子有机酸的机理,并优化其工艺条件。结果表明：随着料液浓度的提高,正戊酸的去除率和回收率先增加后减小,当料液质量分数为7%时,去除率最大可达为94%;当料液质量分数为2%时,回收率最大达到45.8%。相比于水作萃取液,碱性萃取液将传质提高几乎1倍,且碳酸钠作萃取液具有更好的适用性。流速为1-20mL/min时,增大料液流速,正戊酸的去除率和回收率都增加,可在实际应用中适当增大流速来增强分离效果。     

渗透蒸发脱除水溶液中挥发性有机物

制备了用于渗透蒸发的聚二甲基硅氧烷 (PDMS)硅橡胶膜 ,考察了其从水溶液中脱除苯和氯仿的渗透蒸发性能。分析讨论了料液浓度、温度和雷诺数等因素对膜渗透蒸发性能的影响。本研究中所制备的渗透蒸发膜的分离性能优于国外文献值     

蒙脱石填充改性PDMS膜对稀溶液中苯的渗透分离性能

研究了CTAB柱撑改性蒙脱石填充聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜对稀溶液中苯的渗透分离性能,考察了操作温度、有机蒙脱石填充量及料液中苯浓度对填充膜分离性能的影响. 结果表明,蒙脱石的填充不但能增强膜的机械性能,而且能明显改善膜的分离性能,随着蒙脱石填充量的增加,渗透通量增大,而分离因子先增大后减小;随着操作温度的提高,渗透通量明显增大,分离因子却减小;当料液中苯浓度增大时,苯通量增大,水通量保持不变,而分离因子减小. 用填充量为9.09%的填充膜对苯浓度为1000 kg/kg的料液进行渗透汽化实验,得到膜的渗透通量为115 g/(m2×h),分离因子达到798,比纯PDMS膜通量增大了12%,分离因子增大了32%.     

渗透蒸发过程脱除水溶液中挥发性有机物的研究

采用自制的PDMS膜研究了从VOCs (挥发性有机化合物 )稀水溶液中脱除VOCs的渗透蒸发过程。以分离因子和渗透通量为评价指标 ,考察了料液浓度、温度和流动状况以及膜下游压力对膜的渗透蒸发分离性能的影响 ;并研究了针对脱除水溶液中VOCs的渗透蒸发过程的传质模型。     

聚环糊精填充PDMS渗透蒸发膜分离苯酚水溶液

以聚二甲基硅烷为预聚体,正硅酸乙酯为交联剂,二丁基二月桂酸锡为催化剂,三氯甲烷或正庚烷为溶剂,通过相转化法制备得到了空白聚二甲基硅氧烷（PDMS）膜和聚环糊精（CDP）填充PDMS（CDP-f-PDMS）膜.考察了空白PDMS膜和CDP-f-PDMS膜对苯酚水溶液的渗透蒸发分离性能,证明填充膜优于空白膜.还分别考察了溶剂类型、填充剂用量等制膜因素和操作温度、原料液流量、原料液浓度等操作因素对PDMS膜的渗透蒸发分离性能的影响.当温度为60℃,CDP填充量为1%（质量）时,CDP-f-PDMS膜的渗透通量和分离因子分别可达32.0 g•m-²•h^-1和7.2.     

微流体技术应用于渗透汽化分离正丁醇-水体系的研究

将膜分离技术与微流体技术的优势相结合,开发设计了新型膜微反应器,该设备比表面积大且扩散距离短,可以强化渗透汽化过程。以正丁醇-水体系的分离效果为实验模型,分析了膜微反应器的渗透汽化性能。在不同料液温度、料液水含量及料液流速条件下,对膜微反应器中正丁醇-水体系的分离性能进行了系统的研究。当料液温度升高时,渗透通量增大。当进口料液水含量升高时,渗透通量明显增大。当流速升高时,渗透通量增大且趋势逐渐变缓。在实验研究的基础上,建立了渗透汽化传质模型,模型计算值与实验值吻合良好。     

聚二甲基硅氧烷-聚丙烯酸甲酯半互穿聚合物网络结构渗透汽化膜的制备及性能

为了提高聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜的渗透汽化性能,采用一锅法制备PDMS-PMA半互穿聚合物网络结构(semi-IPN)渗透汽化膜,通过红外光谱和扫描电镜对其进行表征,并探究其溶胀性能和渗透汽化性能。结果表明,IPN结构的形成明显提高了PDMS膜的渗透汽化性能;在原料液温度为70℃、PMA含量为10%时,semi-IPN渗透汽化膜的分离因子为42.0、总通量为923 g·m~(-2)·h~(-1)。     

硅溶胶/PDMS渗透汽化膜的制备及分离水中正丁醇

基于乳液成膜技术,以硅溶胶为填充剂,制备了硅溶胶聚二甲基硅氧烷/PDMS杂化膜,用于分离水中正丁醇。对膜进行了FI-IR分析及形貌、热稳定性、接触角和力学性能表征;研究了硅溶胶的加入对膜渗透汽化性能的影响。结果表明,硅溶胶与PDMS基质结合良好,没有明显相界面,膜的渗透汽化性能明显提高。在料液质量分数为1%、操作温度为40℃时,随着膜中硅溶胶含量的增加,膜的分离选择性和对丁醇的渗透性均呈现先升高后下降的趋势;在硅溶胶含量为3.75%时,分离选择性高达9.03;在硅溶胶含量为7.5%时,膜对丁醇的渗透性高达2.9×10⁶Barrer。     

SiO_2-PEBAX/PAN膜渗透汽化分离吡啶

以聚醚共聚酰胺(PEBAX)为分离膜材料,聚内烯腈(PAN)超滤膜为支撑层,纳米气相二氧化硅(n-Si O2)颗粒为填充物,分别制备了PEBAX/PAN复合膜及n-Si O2-PEBAX/PAN填充型复合膜,旨在通过渗透汽化分离吡啶。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)对复合膜进行表征,表明n-Si O2与聚合物只是物理混合。以吡啶/正庚烷混合物为模拟溶液,考察膜的溶胀及渗透汽化分离性能。溶胀实验结果表明:膜溶胀度随料液吡啶含量及温度的增加而增大。渗透汽化实验结果表明:n-Si O2填充量为10‰(wt)时总渗透通量最大,填充量为5‰(wt)时分离因子最大。总渗透通量和分离因子都随料液吡啶浓度增大而增加;渗透汽化操作温度升高,总渗透通量增大,而分离因子减小。当填充量为5‰(wt)、温度为30℃、以及料液吡啶含量为5000?g?g?1时,Pn5膜的总渗透通量为5.05 kg?m?2?h?1,分离因子为3.39。研究结果表明,Si O2-PEBAX/PAN复合膜对吡啶有较好的富集作用。     

PDMS/PS复合膜的渗透蒸发性能的研究

制备了高性能的PDMS/PS复合膜,可将水溶液中苯的浓度由0.2～0.8×10-3kg·kg-1浓缩至70%～96%(质量分数),膜的渗透通量为0.10～0.4 kg·m-2·h-1,分离因子可达到20 000;通过渗透蒸发实验,考察了料液浓度、料液流速、料液温度和膜下游压力等操作条件对PDMS/PS复合膜渗透蒸发性能的影响;考察了活性层厚度和基膜结构分别对活性层传质阻力、基膜传质阻力的影响.并确定总传质阻力与活性层厚度的关系式和基膜传质阻力的经验公式.在此基础上得到了渗透蒸发的传质模型,计算结果与实验结果符合良好.     

聚二甲基硅氧烷渗透汽化膜改性技术研究进展

聚二甲基硅氧烷膜改性是渗透汽化领域研究的一个热点问题.综述了共聚、填充、交联、共混和表面改性等聚二甲基硅氧烷(PDMS)渗透汽化膜改性方法及其研究进展,并且展望了渗透汽化膜的研究方向.     

沸石填充硅橡胶渗透汽化膜的制备及其优先透醇性能研究

由ZSM-5沸石和聚二甲基硅氧烷(PDMS)制备超薄沸石填充PDMS复合膜,考察沸石填充量、沸石结构中硅铝比和操作温度对沸石填充硅橡胶膜渗透汽化性能的影响。结果表明,超薄复合膜的制备可以改善渗透通量小的缺陷。沸石填充量30%时分离因子最大;具有相同填充量的PDMS膜,硅铝比较大的填充膜,其分离因子和渗透通量均较高;随着操作温度的升高,复合膜分离因子先升高后降低,在50℃达到最大值,其渗透通量呈升高趋势。     

沸石填充硅橡胶渗透汽化膜的制备及其优先透醇性能研究

由ZSM-5沸石和聚二甲基硅氧烷(PDMS)制备超薄沸石填充PDMS复合膜,考察沸石填充量、沸石结构中硅铝比和操作温度对沸石填充硅橡胶膜渗透汽化性能的影响。结果表明,超薄复合膜的制备可以改善渗透通量小的缺陷。沸石填充量30%时分离因子最大;具有相同填充量的PDMS膜,硅铝比较大的填充膜,其分离因子和渗透通量均较高;随着操作温度的升高,复合膜分离因子先升高后降低,在50℃达到最大值,其渗透通量呈升高趋势。     

有机硅烷改性PDMS/Silicalite渗透汽化杂化膜制备及其分离性能

采用硅烷偶联剂对全硅沸石Silicalite-1进行表面改性,以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为基体,制备了渗透汽化PDMS/Silicalite杂化膜. 用FT-IR, TGA等对改性的效果和杂化膜的热稳定性能进行了表征,并以低浓度乙醇/水体系为研究对象,以渗透通量和分离因子为评价指标,考察了料液组成、进料温度、循环流速、膜下游侧真空度等因素对改性杂化膜分离性能的影响. 结果表明,硅烷改性沸石所制杂化膜对低浓度乙醇/水体系的分离因子比空白膜和未改性杂化膜分别提高136%和45%. 随料液中乙醇浓度从5%增加到69%,膜分离因子从22降低到7,而其他因素对膜的选择性影响较小.     

渗透汽化膜组件中流动和传质的数值模拟及实验研究

采用计算流体力学(CFD)的方法,对自制的矩形平板PDMS(聚二甲基硅氧烷)复合膜构造而成的板框式渗透汽化膜组件进行了流体流动和对流传质的研究,并以乙醇水溶液为分离对象,通过实验对模拟结果加以验证。数值模拟结果给出了原料液在流道内的速度分布以及乙醇质量分数云图,揭示了速度分布对渗透通量的影响。对不同流量下的模拟计算结果对比分析可知,增大流量有利于缓解浓差极化现象,降低传质阻力,从而促进渗透传质进行。基于串联阻力模型,探讨了膜表面的液体流动状况对膜传质的影响,拟合出对流传质系数与Reynolds数的关系式,与实验值极为吻合。     

PTFE对PDMS复合膜在低浓度有机物水溶液中渗透汽化性能的影响

制备了聚四氟乙烯（PTFE）超细粉体填充聚二甲基硅氧烷（PDMS）复合膜,通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、热失重分析仪等测试仪器对复合膜进行了表征,利用低浓度有机物（乙醇、丙酮、正丙醇）水溶液体系进行渗透汽化,并由单组分溶解实验计算了有机物（乙醇、丙酮、正丙醇）在复合膜中的溶解度。结果表明,PTFE含量由0增加至10 %（质量分数,下同）时, 复合膜的表面积及热稳定性得到了提高,有机物乙醇、丙酮、正丙醇在复合膜中的溶解度分别由0.0923、0.1589和0.2691 g/g提高至0.0991、0.1678和0.2773 g/g;加入PTFE后提高了复合膜的渗透汽化性能。