纳米白炭黑填充硅橡胶复合膜的制备与渗透汽化分离性能

制备以聚酯(PET)为支撑层,白炭黑填充的聚二甲基硅氧烷(PDMS107)为皮层的硅橡胶复合膜,并以乙醇水物系为料液,对比分析白炭黑增强硅橡胶复合膜的渗透蒸发分离性能,分离因子比空白膜有所提高,在乙醇浓度为3%～5%时,分离因子可达16.09,渗透通量为75.39 g/m2·h;测定填充白炭黑硅橡胶复合膜的拉伸强度,结果表明:拉伸强度可达1.828 MPa,相当于空白膜(0.368 MPa)的5倍.     

丙炔醇-丁炔二醇-水溶液的渗透汽化分离研究

用PDMS复合膜从实际的丙炔醇-丁炔二醇-水溶液中渗透汽化分离丙炔醇。实验证明,膜渗透汽化可以实现丙炔醇的选择性分离,对水的分离因子可达3.78;丁炔二醇被膜完全截留;丙炔醇通量对温度具有敏感性,通量随着温度的增加上升得很快,丙炔醇通量在25℃时为45.28g/(m2.h),在60℃时为243.24g/(m2.h),显示了PDMS膜从这个体系中分离丙炔醇具有某种优势;对实验数据进行线性回归,证明丙炔醇通量和温度的关系可以用Arrhenius公式表征。为工业上用PDMS膜渗透汽化分离提纯丙炔醇提供参考。     

三层结构PDMS/POS/PAN渗透汽化复合膜的制备及其分离性能

分别将四甲基二乙烯基二硅氧烷(DVTMS)和2,4,6,8-四甲基-2,4,6,8-四乙烯基环四硅氧烷(TMTV)与交联剂聚二甲基硅氧烷(PDMS)的B组分(B)聚合形成两种聚硅氧烷DB和TB,涂覆于聚丙烯腈(PAN)表面形成过渡层DB(TB)/PAN,涂覆PDMS分离层得3层结构的PDMS/DB(TB)/PAN渗透汽化复合膜,用于1%正丁醇水溶液的分离,表征了过渡层的结构,研究了硅氧烷/交联剂比和膜液中固形物含量对复合膜渗透汽化性能的影响.结果表明,在分离层和过渡层总厚度相同的情况下,涂覆DB和TB有效提高了膜的渗透汽化性能,最佳膜配方DVTMS:B=3:1(ω)及DB含量5%(ω)时,PDMS/DB/PAN膜的分离因子为40.96,渗透通量为628.40 g/(m2?h);TMTV:B=1:1(ω)及TB含量为3%(ω)时,PDMS/TB/PAN膜的分离因子为41.58,渗透通量为540.00 g/(m2?h).PDMS/DB/PAN膜和PDMS/TB/PAN膜的分离因子分别比相同分离层厚度的PDMS/PAN膜的分离因子提高8.5%和10.2%,渗透通量提高29.5%和11.3%.     

偶联剂对纳米二氧化硅/PDMS复合膜渗透汽化性能影响的研究

用3种硅烷偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷(AMES)、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MEMS)、十六烷基三甲氧基硅烷(HEMS)分别对纳米二氧化硅粒子进行改性,利用制备的改性粒子与PDMS制备了一系列平板复合渗透汽化分离膜,用于乙醇/水溶液分离.实验结果表明:复合膜的渗透汽化性能得到显著的提高.3种改性粒子在提高渗透通量方面:HEMS＞MEMS＞ AMES;在提高分离因子方面,MEMS与AMES对复合膜的影响十分接近,而HEMS远小于前两者.当MEMS改性二氧化硅的质量分数为4％时,在40℃质量分数为10％的乙醇/水溶液中,复合膜的分离因子达到最高值11.17,渗透通量为216.1g/(m2 ·h).     

膜渗透蒸发用于葡萄酒脱醇的实验研究

利用自制的PDMS平板复合膜 ,在 40℃ ,1330Pa下游侧压力下 ,φ(C2 H5OH) =11 5 %的红葡萄酒经过渗透蒸发脱醇后可获得 φ(C2 H5OH) =7%、4%、3%等各种低醇红葡萄酒 ,同时渗透液可勾兑成 φ(C2 H5OH) =30 %～ 5 0 %的高醇白兰地 ,平均总渗透通量达 145 5 g/(m2 ·h)。在小试实验中 ,低醇葡萄酒和高醇白兰地的平均生产强度分别是 4830和 780mL/(m2 ·h)。国家资深评酒专家对两种新酒品都给予了高度评价 ,认为有一定的市场经济价值。     

疏水白炭黑填充PDMS-PA复合膜的渗透汽化性能

在聚二甲基硅氧烷(PDMS)层中引入疏水性气相法白炭黑,制成填充的硅橡胶-聚酰胺(PDMS-PA)多层复合膜;通过扫描电镜(SEM)观察了填充复合膜的截面形态,并考察了填充复合膜的渗透蒸发性能。结果发现,以PDMS层的质量为基准,填充少量的疏水性气相法白炭黑就能显著影响复合膜的渗透性能;填充复合膜的渗透通量随着白炭黑用量的增加而增加,而选择性则没有显著降低。在40℃、乙醇质量分数为5%的乙醇水溶液中,白炭黑质量分数为20%的PDMS-PA复合膜的渗透通量达到2 400 g/m2.h,比非填充复合膜的渗透通量高1倍多;而分离因子为7,稍低于非填充复合膜的8.5。此外,填充复合膜和非填充复合膜的分离性能对温度和浓度变化的依赖关系一致。     

聚二甲基硅氧烷-聚偏氟乙烯共混膜制备及其渗透蒸发性能研究

为增强聚偏氟乙烯(PVDF)膜的疏水性能和膜选择性能,在PVDF基膜材料中添加了不同质量的聚二甲基硅氧烷(PDMS),制备了PVDF-PDMS共混复合膜。考察了PDMS、PVDF质量比对复合膜结构性能的影响,并用扫描电子显微镜、比表面积孔径分析仪、接触角测量仪、傅里叶变换红外光谱仪、X射线光电子能谱仪等仪器对复合膜进行了表征;采用低含量苯酚水溶液研究了复合膜的渗透蒸发性能。结果表明,随着PDMS添加量的增加,复合膜的疏水性能、苯酚渗透通量以及分离因子都会逐渐增大,复合膜渗透蒸发性能明显优于未改性膜;在PDMS、PVDF质量比为1:10时,复合膜具有最好的形态结构,表面接触角达到82.92°,苯酚渗透通量为39.31 g/(m~2·h),分离因子增加到4.68。     

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。     

硅橡胶膜生物反应器中乙醇发酵与渗透汽化的耦合

用硅橡胶膜生物反应器(SMBR)实验研究连续发酵-渗透汽化的耦合性能。发酵微生物采用酿酒干酵母,所用碳源为工业级葡萄糖。发酵过程由于产物抑制作用,在乙醇质量浓度达到73 g/L时趋于停滞,而耦合渗透汽化膜后,发酵罐内的乙醇质量浓度降低并维持在40 g/L,使发酵可以连续稳定地进行。在SMBR运行达到稳态后,乙醇的体积产率为4.02 g/(L.h)。发酵液中乙醇质量浓度维持在20~63 g/L,聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜的总渗透通量为1 220~800 g/(m2.h),分离因子为5~9.2。与传统发酵和分离相同进料质量分数的乙醇溶液相比,乙醇发酵和渗透汽化在硅橡胶膜生物反应器中能相互耦合并得到强化。与较小规模耦合系统(发酵体积1 L和2 L)比较,性能稳定良好。     

支撑层结构对PTFE-PDMS复合膜渗透汽化性能的影响

以不同结构的聚四氟乙烯(PTFE)平板膜为支撑层、聚二甲基硅氧烷(PDMS)为活性层,通过表面涂覆方法制备PTFE-PDMS复合膜,并用于渗透汽化过程,以实现乙醇-水混合溶液的分离;研究了支撑层结构及制膜参数对其分离性能的影响。结果表明,支撑层结构对复合膜分离因子几乎无影响,对孔径大孔隙率高的支撑层,制膜时,PDMS聚合物向支撑层中渗入过多会使复合膜的渗透通量降低。PDMS聚合物向支撑层渗透形成的过渡层是复合膜传质阻力的重要部分,且过渡层厚,复合膜的耐溶胀性好。综合考虑渗透通量及分离因子,复合膜优化制备条件是交联剂正硅酸乙酯的质量分数4%,交联温度80℃,交联时间为5 h。     

渗透汽化技术脱除黄酒中乙醇的实验研究

在40℃,膜下游侧压力为260 Pa下,用自制的硅橡胶复合膜对传统黄酒进行了渗透汽化脱醇研究,重点对黄酒中10种主要风味物质和理化指标的变化进行了分析。实验结果表明,当乙醇的体积分数从25.1%降到6.5%时,黄酒中的乙醛、甲醇、乙酸乙酯和高级醇类的含量显著降低,乳酸乙酯的含量基本保持不变,而乙酸和苯乙醇的含量则增加了3~4倍。低醇黄酒的风味和口感与传统黄酒有较明显的差别,形成独特的风格,但总体上保持了传统黄酒的典型性,并且保健功能有所增强。硅橡胶复合膜的平均总渗透通量为1 500 g/(m2.h),对乙醇的平均分离因子为7.4。     

垃圾焚烧飞灰水洗液纯化及无机盐分离

使用沉淀剂对垃圾焚烧飞灰水洗液中的重金属进行去除实验,并对去除重金属后水洗液中的无机盐进行分离回收。考察了无机、有机沉淀剂单独使用以及无机-有机沉淀剂联用对水洗液中重金属的去除效果,对纯化后的水洗液进行蒸发结晶分离,对不同沸点温度分离得到的无机盐的纯度进行分析。结果表明,无机沉淀剂碳酸钠与硫化钠相比硫化钠去除重金属的效果较好,在硫化钠与重金属物质的量比为1.5时重金属的总去除率可达89.02%;有机沉淀剂TMT-102、MT-103、RS-2568中去除重金属效果最好的是MT-103,在其添加量为400 mg/L时重金属的总去除率可达99.49%。将无机-有机沉淀剂联用,先以硫化钠与重金属物质的量比为1.5加入硫化钠,再加入40 mg/L的MT-103,飞灰水洗液中重金属的总去除率可高达99.60%。将纯化后的水洗液中的无机氯盐进行蒸发分离,蒸发沸点为114 ℃时一次蒸发结束,分离后的盐浆在不低于80 ℃条件下洗涤提纯,得到氯化钠的纯度在95%以上;将母液继续蒸发至沸点温度为126 ℃,然后降温结晶,粗钾按照液固质量比为1.5进行水洗,得到氯化钾的纯度在96%以上;最后的氯化钙母液蒸发至134 ℃,然后降温结晶,可得六水合氯化钙。     

分子蒸馏处理香料烟浸膏制备烟用香料

为了更好地精制富集烟草特征香味成分,采用分子蒸馏技术对溶剂法制备的香料烟浸膏进行分离,并对馏分进行GC/MS分析。GC/MS结果显示,在不同温度段,香料烟浸膏致香成分得到富集,特别是40～60℃馏分中香料烟重要香味成分茄酮达到了17%。评吸结果显示：原香料烟提取物能增香及提高香气质,但残留明显。经分子蒸馏处理后,40℃以下馏分香气质较好,香气量不足,余味舒适;40～60℃馏分香气质好,丰富烟香,口腔舒适,改善烟气状态;60～80℃馏分增加香气量,舌面口腔有残留;蒸余物则对烟气增香无明显影响。     

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。     

膜技术处理碱法草浆黑液及综合利用技术

通过膜分离技术处理碱法草浆黑液并回收碱的试验,探索造纸黑液处理的新工艺,以求找到一种碱法草浆黑液治理的新方法,取代投资高、能耗大的燃烧法碱回收工艺。该试验结果表明:通过混凝沉淀、膜分离处理过程,黑液中CODCr和色度去除率可达96.8%和99.3%,碱回用率可达78.2%。     

膜分离技术应用于草浆造纸清洁生产

在错流流速5 m•s^-1、压力0.3 MPa 、温度20℃条件下,用0.2、0.5、0.8 μm无机陶瓷膜对草浆造纸黑液进行了膜滤研究.考察了无机陶瓷膜对污染物的截留效果,探索膜的清洗与膜分离技术用于草浆造纸废液循环回用的途径.     

硫化钼镍矿加碱焙烧后钼镍的回收率分析

通过焙烧、水浸实现了原生硫化镍钼矿中镍和钼的分离,得到的较优工艺条件为:焙烧时,原矿和无水碳酸钠质量比1:0.9、560℃焙烧6h,650℃焙烧1.5h,焙砂中镍品位为2.67%,钼品位为5.81%;在固液比1:4,温度95℃的条件下,水浸焙烧渣2h,98.21%的镍留在滤渣中,95.43%的钼进入滤液,有效地实现了钼...     

UF,NF处理酵母废水可行性研究

采用ＵＦ或ＮＦ技术可以处理酵母生产中不同阶段高浓度有机物的废水，废水经ＵＦ膜处理可１００％回收酵母蛋白等成份，对色度浊度具有〉９０％的去除率，从浓缩液中回收的酵母蛋白等成份，经进一步浓缩干燥可作动物饲料添加剂，干燥物蛋白质含量〉３０％，膜透过液含有发酵过程所需的营养成分，可重新用于发酵生产用水。废水用ＮＦ膜处理对ＣＯＤ去除率〉９０％并接近或达到排放标准，对于直接从发酵液中经高速离心分离的酵母废水（     

饱和铬酸钠共存苛性碱中铬铁矿的氧化分解行为

为考察铬铁矿苛性碱氧化浸出反应体系循环苛性碱溶液对铬铁矿氧化分解行为的影响,以90℃下饱和铬酸钠共存苛性碱(代替单一苛性碱溶液)作为反应介质,研究了苛性碱浓度、氧气分压、铬铁矿粉粒度、反应温度、反应时间等参数对铬铁矿氧化分解过程的影响规律,分析了铬酸钠与苛性碱的分离效果以及铬酸钠与铝、硅杂质元素的分离效果。研究结果表明,铬铁矿氧化分解的较佳工艺条件为苛性碱浓度50wt%、氧气分压3.2 MPa、铬铁矿粒度小于48 μm、反应温度250℃、反应时间240 min。在较优工艺条件下,铬铁矿中铬元素的浸出率达到95.24%;铬铁矿中浸出的铬有96.36%以铬酸钠晶体的形式在后续浸出渣溶解分离过程中进入溶晶液,而铬铁矿中浸出的铝、硅分别有84.92%和95.04%进入到浸出液中;同时,未参与反应的苛性碱有89.41%保留在浸出液中。与苛性碱单一反应介质氧化分解铬铁矿的过程相比,本工作采用的反应方式将从铬铁矿中浸出的主元素铬、杂质元素铝和硅,以及未参与反应的苛性碱分别调整到溶晶液和浸出液中,获得了较好的分离效果。     

硅橡胶膜生物反应器在苹果原汁发酵过程中的膜分离性能

利用硅橡胶膜生物反应器进行了苹果原汁发酵-渗透汽化分离实验,研究了苹果发酵液中的主要风味成分及其渗透汽化分离性能。发酵液中的主要芳香成分与传统苹果酒接近,但酯类物质的含量较低。硅橡胶膜对发酵液中的挥发性轻组分表现出良好的选择透过性,高级醇、酯类和醛类的分离率分别达到90%、76%和67%;而乳酸乙酯、β-苯乙醇和乙酸被不同程度地截留。非挥发性有机酸被截留在膜上游发酵液中。草酸、乙酸、柠檬酸和琥珀酸得到不同程度地浓缩;苹果酸、酒石酸和乳酸在分离过程中可能被微生物细胞所消耗,其含量有所降低。硅橡胶复合膜在选择性地分离挥发性轻组分的同时有效地保护了发酵液中的有机酸等非挥发性营养成分,研究结果进一步证明了采用硅橡胶膜生物反应器同时生产苹果白兰地和果汁发酵饮料的可行性。