高通量ZSM-5填充硅橡胶复合膜渗透汽化性能研究

以硅铝比为360的ZSM-5型沸石对聚二甲基硅氧烷(PDMS)进行填充,以聚偏氟乙烯(PVSF)为支撑层,制备了ZSM-5填充PDMS/PVDF复合膜,用于渗透汽化乙醇/水混合物的分离.研究了沸石填充量、操作温度、进料液浓度对乙醇/水的渗透汽化分离性能的影响,发现该复合膜较文献报道中的沸石填充膜,其渗透通量有了明显的提高,在50℃沸石填充量为40%时,对乙醇的分离因子为11.7,其渗透通量达到749.8 g/(m2·h).随着操作温度的升高或料液中乙醇浓度升高,渗透通量增大,分离因子下降.     

HF酸刻蚀ZSM-5/PDMS膜渗透汽化透醇性能研究

采用HF酸对3种MFI型沸石(ZSM-5,silicalite-1)进行刻蚀,通过SEM和TEM对刻蚀前后沸石的表面和本体形貌进行了表征,发现酸刻蚀造成沸石表面出现微米级孔洞,但本体仍保留了规则的孔道结构。将刻蚀后的ZSM-5填充至聚二甲基硅氧烷(PDMS)中制备了复合膜,用于乙醇/水混合物的分离,研究了沸石硅铝比、HF酸浓度、操作温度和料液浓度对复合膜渗透汽化分离性能的影响。研究发现HF酸处理,可以有效地提高ZSM-5/PDMS膜的分离因子,由12.3最高上升至16.8([EtOH]=5wt%,50℃),渗透通量稍有下降;随着操作温度的升高,复合膜渗透通量增大,分离因子在50℃达到极大值;料液中乙醇浓度提高,复合膜渗透通量增大,分离因子减小。     

聚二甲基硅氧烷膜蒸汽渗透分离低浓度乙醇/水溶液的研究

对聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜蒸汽渗透分离低浓度乙醇/水溶液的性能进行了研究,考察了料液浓度、膜器温度、循环气体流量、真空度等因素对PDMS膜蒸汽渗透性能的影响.结果表明,渗透通量和渗透侧乙醇浓度随着料液中乙醇浓度的增大而增大,但分离因子有所降低;随着膜器温度的升高,渗透通量增加,渗透侧乙醇浓度下降,影响显著;随着循环气体流量的增大,渗透通量和渗透侧乙醇浓度均有较大幅度的提升,有利于蒸汽渗透过程的进行;随着真空度的增大,渗透通量上升,渗透侧乙醇浓度下降.     

交联PEG/PVDF复合膜分离环己醇/环己烷混合物的渗透汽化研究

以PVDF超滤膜为支撑层,PEG为分离层,制备了交联PEG/PVDF复合膜,用于环己醇/环己烷的渗透汽化分离,此复合膜优先脱除环己醇.通过傅立叶红外光谱仪对PEG/PVDF复合膜表面进行结构分析,证实交联后PEG复合膜在1 104.63 cm-1有典型的饱和醚键C—O—C的特征吸收峰;从扫描电镜图看出,PEG在PVDF多孔膜表面形成均匀致密的分离层.将PEG/PVDF复合膜应用于环己醇/环己烷体系,考察了料液浓度和操作温度对膜分离性能的影响以及膜的溶胀性和长时间操作下的稳定性.实验结果表明:随操作温度或料液中环己醇浓度的增加膜的分离因子逐渐减小而渗透通量增大.膜在环己醇中的溶胀度小于6%.在环己醇浓度为2.5%,操作温度80℃,72 h长时间操作下PEG/PVDF复合膜的渗透通量为0.46 kg/(m2.h),分离因子为7.30.     

聚二甲基硅氧烷膜分离甲醇/碳酸二甲酯混合物的渗透汽化研究

制备了一系列聚二甲基硅氧烷(PDMS)均质膜,用于渗透汽化法分离甲醇/碳酸二甲酯混合物,此系列PDMS均质膜优先脱除碳酸二甲酯.考查了PDMS均质膜在甲醇和碳酸二甲酯液体中的溶胀性能,并研究了PDMS预聚体的黏度、交联剂浓度、操作温度及料液浓度对渗透汽化分离性能的影响.结果表明,对于不同黏度的PDMS预聚体均表现出随交联剂浓度增加分离因子先增加后减小,而渗透通量则逐渐减小;随操作温度增加分离因子减小而渗透通量增大;随料液中碳酸二甲酯浓度增加分离因子先增加后减小,而渗透通量则逐渐增大.对于碳酸二甲酯浓度为30%的甲醇/碳酸二甲酯混合物,40℃时渗透侧碳酸二甲酯浓度为59.7%,分离因子为3.46,渗透通量为1.41 kg/(m2·h).     

PVA/PVP共混膜渗透汽化分离甲醇/醋酸甲酯的研究

采用4,4’-双叠氮芪-2,2’-二磺酸钠(DAS)交联的聚乙烯醇(PVA)/聚乙烯吡咯烷酮(PVP)共混膜,对渗透汽化分离甲醇/醋酸甲酯混合物进行了研究.考察了交联剂DAS的含量、共混膜的组成、操作温度和料液组成对膜分离性能的影响规律.当DAS与共混膜中PVP质量比为1∶3时,PVP交联效果理想,共混膜具有较好的渗透汽化分离系数.随着共混膜中PVP浓度的增加,膜的渗透通量逐渐增大,而分离系数先增大后减小.当操作温度为35℃、料液中甲醇浓度为20%时,含30%PVP的共混膜对甲醇/醋酸甲酯的分离系数达到了17.7.随着操作温度的升高、料液中甲醇浓度的增大,膜的通量逐渐增大,分离系数逐渐减小.实验结果表明,该共混膜能有效分离甲醇/醋酸甲酯二元共沸物.     

炭黑填充PDMS复合膜的渗透蒸发性能

通过炭黑填充改性的方法,制备了一种新型聚二甲基硅氧烷(PDM S)优先脱醇渗透蒸发复合分离膜,考察了炭黑含量和料液浓度与分离膜分离性能之间的关系。结果表明,利用该复合膜可以有效分离乙醇/水混合物中的乙醇,在料液浓度为13.73%时,复合膜的选择性与空白膜相当,而渗透通量可由空白膜的70.74 g/m2.h提高到127.32 g/m2.h。     

不同预植晶种法制备NaA分子筛膜及其表征

采用多种预植晶种法在管状ɑ-Al2O3外表面水热晶化制备NaA分子筛膜.使用XRD、SEM对合成的膜层进行形貌表征,并用渗透气化技术考察膜的醇水分离性能.结果表明,采取搽涂-浸渍法在支撑体表面预植晶种,并进行2次4h水热晶化成膜制备的膜性能最好,在343K进料液中乙醇质量分数为90%时分离因子与渗透通量分别为6824和1.40kg/(m2·h).并考察操作温度以及料液水含量对膜渗透汽化分离性能的影响.随料液中水含量的增加,分离因子先升高后下降,渗透通量呈增大趋势;随着操作温度升高,分离因子逐渐降低而渗透通量随之增加.     

POSS/PDMS复合膜的表征及渗透汽化性能研究

以聚偏氟乙烯(PVDF)多孔膜为支撑层,制备了十二苯基低聚倍半硅氧烷(D-POSS)填充聚二甲基硅氧烷(PDMS)复合膜,通过扫描电镜、红外光谱、X-射线衍射、热重分析等对复合表面膜的表面断面形貌、表面化学性质、结晶状态和热性能进行了表征。发现D-POSS与PDMS结合较紧密,D-POSS由于结构规整尺寸较小,易团聚形成棒形结晶。将D-POSS/PDMS复合膜用于低浓度乙醇/水混合物的分离,发现D-POSS的加入可以提高PDMS膜的分离因子,而渗透通量稍有下降,当D-POSS含量为2.5%(wt,质量分数,下同)时,复合膜分离因子和渗透通量分别为9.5和478.3g/(m2·h);操作温度升高,分离因子下降不明显,而渗透通量呈指数增长;在乙醇水溶液浓度为5%~30%范围内,乙醇浓度升高,分离因子先升高后降低,渗透通量持续增大。     

聚氨酯膜分离丙酮／正丁醇溶液的渗透汽化性能研究

本文研究聚氨酯（PU）膜分离丙酮／正丁醇体系的渗透汽化性能。通过溶胀实验发现,PU膜表现出良好的优先透丙酮性能。随后进一步研究实验条件变化对聚氨酯膜的渗透汽化性能的影响。通过考察料液中丙酮浓度,操作温度对PU膜渗透汽化性能的影响发现：随着温度的升高,渗透通量变大,而分离因子下降。渗透通量随温度的增加是由于温度的增加使膜材料分子链段的运动加剧,自由体积增加,渗透物动能随之增加,液体在膜中溶胀度扣分子在膜中的扩散速度都相应升高,渗透通量就增大了;而分离因子的下降也可以通过Arrhenius公式中丙酮扣正丁醇的活化能大小很好地解释。随着料液中丙酮浓度的增加,渗透通量也随之增加,当丙酮含量达到20wt％时,渗透通量达到最大值750g／m^2h;反之分离因子却随浓度的增加而减小,当浓度从6wt％到20wt％,分离因子从10下降到3.8。