聚苯醚/聚砜复合膜对乙醇/水混合体系的渗透汽化分离

以聚砜超滤膜为基膜,采用溶剂蒸发法制备聚苯醚/聚砜复合膜.用红外光谱(FT-IR)表征复合膜的制备效果,通过扫描电镜(SEM)观察其断面形貌;研究了聚苯醚(PPO)含量、进料液乙醇含量及进料液温度对复合膜渗透汽化分离性能的影响.结果表明,随铸膜液中PPO质量分数的增大,复合膜的分离因子增大,渗透通量减小;随进料液中乙醇质量分数的增大,复合膜的分离因子减小,而渗透通量增大;随进料液温度的升高,复合膜的分离因子及渗透通量均增大.对铸膜液中PPO质量分数为14%的复合膜,在进料液乙醇含量10%、进料液温度60℃时,膜的渗透通量157.2 g/(m²·h),膜对乙醇的选择系数为15.6.     

膜分离法回收不凝气中乙醇/水蒸气的实验研究

模拟传统发酵,将PTFE膜用于不凝气中乙醇/水蒸气的分离,研究了不凝气中乙醇浓度、进料温度、膜后真空度等操作条件对膜分离性能的影响,并对PTFE膜和ePTFE膜进行比较.结果表明,PTFE膜渗透通量随着气体中乙醇摩尔分数、进料温度、膜后真空度的增加而增加,温度与渗透通量符合Ar-rhenius方程.PTFE膜分离因子随气体中乙醇摩尔分数、进料温度的增加而增加,随膜后真空度的增加而减小.ePTFE膜相对于PTFE膜来说,具有较高的渗透通量,分离效果较好,有利于乙醇/水蒸气的分离.     

NaA分子筛膜的合成及其表征

分别采用原位水热二次合成法、微波密闭合成法,在管状-αAl2O3陶瓷管的外表面上合成出了一系列的NaA型分子筛膜,考察了四种原料配比、四种涂晶方法对合成分子筛膜的影响,对合成条件进行了优化.分别采用XRD、SEM、及乙醇水溶液的渗透汽化实验(用氮气吹扫渗透侧作渗透推动力)对合成的膜进行了表征.结果表明当原料配比为Na2O∶Al2O3∶SiO2∶H2O=1∶1∶3.6∶100,清液涂晶种,微波密闭合成出的分子筛膜对水和乙醇的选择性较好,分离因子远远大于空白管的分离因子,95%(wt)的乙醇水溶液通过膜渗透后,渗透侧乙醇的含量则降至21%(wt),水的含量升高到79%(wt),分离因子可达63.8.     

硅氮烷疏水改性介孔分子筛填充PDMS制备杂化复合膜及渗透汽化性能

采用硅烷偶联剂对介孔分子筛疏水改性,并将其掺杂在聚二甲基硅氧烷(PDMS)中涂覆在聚砜基膜上制备有机无机杂化复合膜.对疏水改性介孔分子筛进行了BET测试及FT-IR等表征.BET测试结果显示,改性前后孔径分布发生明显变化;从FT-IR图中看出,改性后介孔分子筛的羟基峰明显减小甚至消失并且出现烷基等特征峰.通过扫描电镜(SEM)观察了有机无机杂化复合膜的形貌结构,并研究了分子筛添加量、料液浓度和操作温度等对杂化复合膜渗透汽化性能的影响.结果表明:采用1,1,3,3-四甲基二硅氮烷对介孔分子筛疏水改性最有效;疏水改性后介孔分子筛/PDMS杂化复合膜对醇/水溶液有较好的分离效果,当分子筛填充质量分数为20%、操作温度为40℃、进料液质量分数为3%时,杂化膜对乙醇/水体系的分离因子最高为9.8,渗透通量为1 002 g/(m²·h),对正丁醇/水体系的分离因子最高为65.4,渗透通量为1402 g/(m²·h).     

硅橡胶膜在乙醇发酵-渗透蒸发耦合过程中的分离性能

为掌握乙醇发酵 -渗透蒸发耦合过程中的膜分离行为 ,在发酵液温度 30～ 4 0℃、糖浓度 0～ 10 0g/L以及有无细胞存在的实验条件下 ,测试了乙醇通过硅橡胶膜的传质分离速率。结果表明 ,发酵温度升高促进渗透蒸发 ,但乙醇产率同时降低 ,导致过膜总通量增加而乙醇通量无明显变化 ,说明耦合过程操作温度应以实现高浓度连续发酵为控制因素 ;糖浓度增加对水分子在膜面的吸附有抑制作用 ,导致水的渗透通量减少 ,从而相对提高了膜对乙醇的选择性 ,分离因子提高 ;发酵液中细胞的存在促进了膜面的传质 ,有利于乙醇的渗透蒸发 ,过膜通量增加。     

造孔剂EDTA对制备二氧化硅支撑体和MFI分子筛膜的影响

以微米级二氧化硅颗粒为原料,乙二胺四乙酸(EDTA)为造孔剂,用压片法制备了片状二氧化硅。然后以其为支撑体,使用晶种法制备了MFI型分子筛膜,并采用渗透汽化法测试了膜对乙醇/水混合体系的分离性能。综合考察了EDTA的来源,颗粒大小,合成时间等对所制备的MFI分子筛膜分离性能的影响,结果表明,小颗粒的EDTA有利于制备平整均一、致密的分子筛膜层,合成时间为4.0 h时的分子筛膜表现出较高的乙醇透过选择性。     

一次水热合成制备连生态NaA分子筛及其薄膜

系统研究原料配比、晶化温度和晶种对NaA分子筛结晶度、晶粒分布及连生状态的影响,采用水热合成方法制备了连生态、大尺寸NaA分子筛晶粒,确定了连生态NaA分子筛的优化合成条件.在此条件下,通过一次水热合成在多孔氧化铝表面制备了致密的NaA分子筛薄膜.采用X射线衍射、扫描电镜、激光粒度分析仪等手段对样品的晶型结构、粒径分布、连生状态及表面状态进行了表征.实验发现,添加晶种促进了连生态NaA分子筛的生成;提高晶化温度有利于增加连生态晶体的比例;在连生态NaA分子筛的优化合成条件下,经一次水热成膜在多孔氧化铝表面获得了致密的NaA分子筛薄膜.     

原位水热合成b轴Silicalite-1膜时间控制及乙醇-水物系分离

以石英载玻片为基质,正硅酸乙酯为硅源,四丙基氢氧化铵为模板剂,对比研究在动态和静态环境下通过原位水热合成法合成Silicalite-1膜的生长行为及乙醇-水混合物的分离性能.采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和傅立叶红外光谱(FT-IR)对膜层形貌、厚度和晶形进行表征.结果表明:静态水热环境比动态水热更有利于b轴取向Silicalite-1膜的定向生长,在水热温度170℃,水热时间为3h时,获得了致密覆盖、结构有序、高度b轴取向排列的Silicalite-1膜层;动态水热合成Silicalite-1膜速率快、膜层厚度均匀,晶面呈随机取向.通过渗透汽化实验在60℃分离5wt.%乙醇/水溶液,动态和静态水热合成Silicalite-1膜的渗透通量分别为1.52kg·m~(-2)·h~(-1)和3.01kg·m~(-2)·h~(-1),分离因子分别为3.14和2.35.     

直接接触式膜蒸馏处理假发废水的研究

针对假发废水处理中存在的问题,设计了膜蒸馏处理工艺．研究了进料液温度、流量、p H、表面活性剂浓度及操作时间对直接接触式膜蒸馏(Direct contact membrane distillation,DCMD)渗透通量和截留率的影响,同时对被污染膜进行了表征和清洗．结果表明,在进料温度为60.0℃,进料流速为120 L·h^-1,冷却水流量为60 L·h^-1,进料液p H为1.48的条件下运行100 h后,渗透通量约为66.0 kg·m^-2·h^-1,并保持99.25%以上的截留率,产水p H为6.82,化学需氧量(Chemical oxygen demand,COD)和总溶解固体量(Total dissolved solids,TDS)未检出,产水满足排放标准．采用直接接触式膜蒸馏处理假发废水具有可行性．     

煤系高岭土合成NaA分子筛及其机理分析

以煅烧煤系高岭土为原料,采用氢氧化钠溶液水热合成制备NaA分子筛。以NaA分子筛晶体的生长过程为基础,利用XRD、SEM对NaA分子筛晶体生长规律进行表征,并对其结晶机理进行了分析。结果表明,煤系高岭土制备NaA分子筛的最佳工艺条件是：煅烧温度为725℃;配料比m（Na2O）/m（SiO2）为3,m（H2O）/m（Na2O）为40;胶化条件为70℃×2 h;晶化条件为100℃×6 h。所制NaA分子筛的钙离子交换量为316.55 g CaCO3/g。在NaA分子筛的碱液合成过程中,在晶化条件下,凝胶固相中的硅铝酸根骨架解聚重排晶化成沸石晶体骨架。     

真空膜蒸馏法分离低浓度乙醇水溶液的试验研究

采用真空膜蒸馏的方法，对低浓度乙醇-水溶液的分离进行了试验研究，实验在中空纤维膜器中进行．实验表明：过程的操作参数对分离效率有较大的影响．在实验条件下，进口温度、料液流量、浓度和真空度的增加，膜通量将增加；分离因子随进口温度和真空度增加而减少，料液流量增加导致分离因子升高，浓度的变化对分离因子影响不大。     

聚偏氟乙烯疏水平板膜用于真空膜蒸馏的研究

采用自制聚偏氟乙烯疏水平板膜,通过改变进水温度、进水流量、冷侧真空度及进料浓度等影响因素,对真空膜蒸馏的性能进行实验研究。结果表明,随进水温度（40-65℃）、进水流量（1.8-17.5 L/h）、冷侧真空度（0.038-0.093 MPa）的增加,膜通量呈增大趋势,最大可达39.22kg/（m^2·h）;随进料NaCl溶液浓度（1-40 g/L）的增加,膜通量减小,截留率增加。在40 g/L时,膜通量仅为9.59 kg/（m^2·h）,截留率达到98.6%。     

Ag~+/离子液体支撑液膜蒸汽渗透分离苯/环己烷体系的研究

利用AgNO₃,AgBF₄和[bmim]BF₄,[bmim]PF₆离子液体制备Ag⁺/离子液体"填充型"支撑液膜,用于苯/环己烷的蒸汽渗透,研究了离子液体的种类、银盐阴离子种类、操作温度及原料液中苯含量等因素对苯/环己烷混合体系的蒸汽渗透膜分离性能的影响.结果显示:AgNO₃/[bmim][PF₆]支撑液膜对等体积配比的苯/环己烷混合体系分离效果较佳,35℃时渗透通量为14.81 g/（m²·h）,分离因子为36.59.     

Synthesis of PDMS-PS IPN Pervaporation Membrane for Pervaporation Recovery of Butanol

Polydimethylsiloxane(PDMS)-polystyrene(PS) interpenetrating polymer network(IPN) was prepared and characterized by FTIR, TGA, WCA, swelling experiments, and SEM. The IPN was used for pervaporation(PV) recovery of butanol. Both the permeation flux and separation factor increased with feed temperature, and both water and butanol fluxes increased with feed concentration, while no obvious effect of concentration on separation factor was found. Through the formation of IPN structure, the total flux of PDMS-PS IPN pervaporation membrane increased greatly with the decrease of separation factor. At the feed temperature of 60 °C, the IPN membrane obtained a total flux of 920.3 g/m~2 h with a separation factor of 9.5.     

Synthesis of HTPB based PU-PS IPN membrane for pervaporation recovery of butanol

Hydroxyl terminated polybutadiene(HTPB) based polyurethane(PU)-polystyrene(PS) interpenetrating polymer network(IPN) was prepared and characterized by FTIR, TGA, WCA, swelling experiments, and SEM. The IPN was used for pervaporation(PV) recovery of butanol. Both the permeation flux and separation factor increased with feed temperature, and both water and butanol fluxes increased with feed concentration while no obvious effect of concentration on separation factor was found. Through the formation of IPN structure, the total flux of HTPB based PU increased greatly with the decrease of separation factor. At the feed temperature of 60 °C, the IPN membrane obtained a total flux of 613.3 g/m~2 h with a separation factor of 6.15.     

基于PTFE中空纤维膜的膜蒸馏技术处理浓海水

通过调节挤出头的尺寸和拉伸倍数,制备出4种不同壁厚和孔径的聚四氟乙烯（PTFE）中空纤维膜。将PTFE中空纤维膜制成膜组件,采用真空膜蒸馏（VMD）技术处理浓海水。研究了PTFE中空纤维膜的壁厚和孔径、料液温度和流速、冷侧真空度等对产水通量和脱盐率的影响。结果表明：减小膜丝壁厚、增加膜孔径、提高料液温度、料液流速和冷侧真空度均可增加产水通量。但产水通量随浓缩倍数的增加而减小。整个实验过程中,4种PTFE中空纤维膜的脱盐率均保持在99.5%以上,且不受操作条件的影响。     

亲/疏水Janus PVDF复合膜制备及其膜蒸馏性能

为改善聚偏氟乙烯(PVDF)膜的膜蒸馏渗透通量,以PVDF为成膜聚合物,在亲水无纺布表面涂覆PVDF铸膜液,通过溶液相转化(NIPS)法制得亲/疏水Janus PVDF复合膜;考察PVDF铸膜液中添加剂邻苯二甲酸二辛酯(DOP)含量对复合膜结构与性能的影响;将所得亲/疏水复合膜用于直接接触式膜蒸馏(DCMD)过程,分析...