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).     

PDMS涂覆的Al2O3中空纤维膜在ABE/水体系分离中的应用

通过浸渍-提拉的方法制备了PDMS涂覆的Al2O3中空纤维膜,并系统地研究了其用于ABE/水体系的分离过程。首先对制备出的膜进行了形貌表征,SEM电镜照片表明,所用的Al2O3中空纤维支撑体具有非对称结构,海绵孔位于膜壁的中间而指状孔在其两侧。制备出的PDMS涂覆的Al2O3中空纤维复合膜表面致密完好没有缺陷,其厚度小于10μm,说明PDMS层被均匀地涂在支撑体外表面。然后在不同的模拟体系(丙酮-水、丁醇-水、乙醇-水)中,系统地考察了复合膜的性能。实验表明,复合膜具有优异的渗透汽化性能(通量和分离因子)。最后将该复合膜用于ABE-水体系的分离,考察了膜在操作过程中的渗透汽化性能和稳定性,同时将二元体系与四元体系过程对比,讨论渗透汽化对ABE体系的分离作用。     

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%.     

双组分加成型硅橡胶膜制备及其渗透汽化分离碳酸二甲酯/甲醇

制备了一系列双组分加成型硅橡胶(PDMS)膜及ZSM-5沸石填充PDMS复合膜,用于渗透汽化法分离甲醇,碳酸二甲酯混合物,考察了C6-530双组分硅橡胶A/B组分比例、后处理温度、沸石填充浓度、操作温度对渗透汽化分离性能的影响.     

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。     

模拟的发酵液组分对聚二甲基硅氧烷/陶瓷复合膜渗透汽化性能的影响

对所制备的聚二甲基硅氧烷（PDMS）/陶瓷复合膜进行了渗透汽化性能表征。通过在乙醇-水混合体系中添加不同的模拟发酵液组分;如葡萄糖（多羟基醛）、甘油（多元醇）、丁二酸（有机酸）、KCl（无机盐）;考察了各组分对复合膜渗透汽化性能的影响。研究发现：在333 K下;在乙醇浓度为65 g·L-1的混合物中添加不同浓度的第三组分;有机添加物对膜的渗透汽化性能没有明显影响;而无机盐的加入使膜的分离因子稍有提高。所制备的PDMS/陶瓷复合膜;在上述渗透汽化过程中表现出良好的稳定性和对乙醇的优先选择性;渗透通量和分离因子（醇/水）分别在4.5～4.7 kg·m^-2·h^-1、8.3～10.3之间。     

乙醇发酵与渗透汽化在硅橡胶膜生物反应器中的耦合强化

用硅橡胶膜生物反应器(SMBR)实验研究了发酵-渗透汽化的耦合性能。发酵微生物采用酿酒活性干酵母,所用的碳源为工业级葡萄糖。间歇发酵过程由于产物抑制作用在乙醇浓度达到90g稬-1时就趋于停滞,而经耦合渗透汽化膜分离后,发酵罐内的乙醇浓度迅速降低并维持在40g稬-1,且发酵在此浓度下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1.5gL-1h-1。SMBR中所用的聚二甲基硅氧烷(PDMS)复合膜由实验室自行制备,它能稳定分离含有酵母细胞的发酵液。当发酵液中乙醇浓度为92.7~49.5g稬-1时,PDMS复合膜的总通量为1490~1164g穖-2h-1,分离因子为6.9~7.8,与分离相同进料浓度的清洁模型溶液相比分别平均高出31%和14%。乙醇发酵和渗透汽化在硅橡胶膜生物反应器中能够相互耦合并得到强化。     

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,...     

PSF支撑层结构对PDMS复合膜渗透汽化性能的影响

以4种不同结构的聚砜(PSF)作为支撑层,制备PDMS/PSF渗透汽化复合膜,考察其用于乙醇/水体系的分离性能,以研究支撑层结构对渗透汽化复合膜分离性能的影响。采用SEM和EDX分析复合膜表层结构,结果表明,支撑层结构几乎不影响复合膜的选择性,但对膜通量有较大影响,特别是支撑层的表面结构对复合膜性能的影响比断面结构更明显。     

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)。