无机杂化海藻酸钠渗透汽化膜的制备与分离性能对比

为提高海藻酸钠（SA）膜的渗透汽化分离性能,分别采用纳米氧化铝、纳米氧化锆和纳米氧化钛对SA膜进行改性,对比分析了3种不同杂化膜渗透汽化分离性能的差异,并将分离性能较好的杂化膜应用到乙酸与乙醇酯化反应脱水的体系中。系统考察了无机纳米粒子含量对SA膜渗透汽化分离性能的影响,对杂化膜进行了接触角、傅里叶红外（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）、热重/差示扫描量热（TG/DSC）、X射线衍射（XRD）和拉伸强度等表征与分析。结果表明,无机纳米粒子能提高SA膜的热稳定性、机械强度和渗透通量,当无机纳米粒子与SA质量比为0.3时,掺杂TiO₂、ZrO₂和Al₂O₃的杂化膜二碘甲烷的接触角依次升高,同时渗透通量也依次升高。SA-0.3Al₂O₃杂化膜亲水性较好,然而SA-0.3ZrO₂杂化膜分离性能最优,50℃下分离水含量10%的乙醇-水溶液,膜渗透通量达到336 g·m^-2·h^-1,渗透侧水含量99.97%,分离因子29990。酯化反应脱水实验表明,在80℃时,酯化反应脱水实验乙酸转化率均高于无脱水实验乙酸转化率,平衡转化率不断被打破,反应12 h后,转化率由平衡时的79.3%提高到93.9%。     

渗透汽化有机-无机杂化膜研究进展

近年来,有机-无机杂化膜的研究受到了广泛关注,随着有机-无机杂化膜制备方法的多样化和分离性能的提高,其研究前景也越来越广阔.该文首先分析了有机-无机杂化膜相比于普通无机膜和有机膜在结构和性能上存在的优势,其次综述了有机-无机杂化膜的制备方法以及其在醇类、有机酸等有机溶剂或有机混合物中的分离提纯应用,重点讨论了其在渗透汽...     

PI/ZIF-8杂化膜的制备及渗透汽化分离性能研究

针对渗透汽化分离非质子溶剂/水体系过程中渗透性和选择性之间此升彼降的矛盾关系(trade-off效应),提出制备有机/无机杂化膜的方法。以均苯四甲酸酐(PMDA)和2,2'-双[4-4(氨基苯氧基)苯基]丙烷(BAPP)为聚酰亚胺(PI)单体,2-甲基咪唑锌(ZIF-8)为无机杂化粒子,采用两步法制备PI/ZIF-8杂化膜,并对杂化膜进行表征和渗透汽化分离性能测试。研究结果表明:ZIF-8可以为水分子提供额外的运输通道,并且引入ZIF-8增强了PI膜的耐溶剂性。当ZIF-8质量分数w(ZF-8)为2%时,杂化膜对于DMF质量分数w(DMF)为90%的体系,通量为242.2 g·m~(-2)·h~(-1),分离因子为17.8;对于DMAC质量分数w(DMAC)为90%的体系,通量为126.2 g·m~(-2)·h~(-1),分离因子为55.2。相比于未改性PI膜,分离DMF/H_2O和DMAc/H_2O体系中,PI/ZIF-8杂化膜的渗透通量分别提高了60%和40%。     

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.     

用于渗透汽化的有机—无机杂化膜研究进展

近年来,有机-无机杂化膜的研究受到学术界广泛关注,随着有机-无机杂化膜制备方法的多样化和分离性能的提高,其研究前景也越来越广阔。该文首先分析了有机-无机杂化膜相比于普通无机膜和有机膜在结构和性能上存在的优势,其次综述了有机-无机杂化膜的制备方法以及其在醇类、有机酸等有机溶剂或有机混合物中的分离提纯应用,重点讨论了其在渗透汽化中的应用。最后,对有机-无机杂化膜的研究前景进行展望。未来有机-无机杂化膜的研究应借助于新的计算工具,侧重于材料的选择或制备方法的改进,如探索具有多功能化学基团和具有明确层次结构的多孔填料的聚合物材料等,使有机-无机杂化膜具有更加广阔的应用前景。     

木质素磺酸钙/海藻酸钠渗透汽化膜的制备及性能调控

当前石化资源遇到储量有限、利用过程对环境不友好等挑战,生物质燃料乙醇作为一种替代性能源崭露头角。渗透汽化是一种分离乙醇的方式,节能、环保,开发天然高选择性渗透汽化膜成为研究热点之一。本文提出利用木质素磺酸钙（CaLS）的亲水性和成膜性,将其与天然多糖海藻酸钠（SA）进行共混,制备了不同CaLS含量的CaLS/SA交联膜。采用傅里叶红外、X射线衍射、接触角和扫描电子显微镜等方法对交联膜进行了表征和分析。结果表明,CaLS能与SA充分均匀混合,并且CaLS的加入能提高SA膜的亲水性。进一步考察了CaLS添加量和操作温度对10%水含量的乙醇溶液分离性能的影响,当CaLS/SA质量比为5%时,CaLS/SA交联膜分离因子达到2872,渗透通量达到796g/(m² · h),较纯SA膜分别提高了160%和70%,证实了CaLS在膜分离领域的应用潜力。     

海藻酸钠渗透汽化分离膜的研究进展及展望

在简述海藻酸钠(sodium aleinate,NaAI或SA)结构和渗透汽化原理的基础上,综述了海藻酸钠为基材的渗透汽化膜在醇类脱水、有机溶剂脱水、乙酸脱水方面的应用,并分析了操作参数对渗透汽化过程的影响.对其今后的发展方向进行了评述.     

硼掺杂二氧化硅杂化膜的制备及渗透汽化脱盐性能

以1,2-双（三乙氧基硅基）乙烷（BTESE）和硼酸为前体,通过溶胶-凝胶法制备了硼掺杂的二氧化硅（B-BTESE-SiO₂）杂化膜。采用FTIR、XRD、XPS、TEM、SEM等系列表征手段对合成溶胶及膜的结构和形貌进行了分析,结果表明：硼元素成功掺杂进入SiO₂骨架中,形成了水热稳定的B—O—Si键,能明显影响膜表面的微观结构、亲疏水性、膜孔径大小从而提高膜的脱盐性能和稳定性。当溶胶中的H₃BO₃/BTESE比为0.25时所优化制备SiO₂膜的亲水性最强,脱盐过程中活化能最低,传质阻力最小,膜孔径约为0.61 nm,故表现出最佳的脱盐性能。在60℃以3.5%（质量） NaCl溶液为进料液时,该膜的水通量高达16.5 kg·m^-2·h^-1,盐截留率近乎100%,并且表现出优异的长时间稳定性（>168 h）和高浓度盐水溶液[4.2%~15.0%（质量） NaCl]脱盐性能,在海水淡化和高盐废水处理等领域具有潜在的应用前景。     

高亲水性海藻酸钠膜渗透汽化分离甲醇水溶液

在海藻酸钠基质中引入磷钨酸颗粒,制备了一种高亲水性渗透汽化杂化膜。由热失重等分析手段对膜进行了表征,并在不同温度下（30～60 ℃）通过分离80%～95%的甲醇水溶液,测试了杂化膜的渗透汽化性能,实验结果表明：添加了磷钨酸的杂化膜,其分离性能显著高于纯海藻酸钠膜,当磷钨酸含量为6%时,30 ℃下分离水含量5%的溶液,膜通量达到318.2 g/(m2?h),分离因子达到656.9,分别是纯海藻酸钠膜的3.7倍和26.3倍。利用阿累尼乌斯关系式考察了膜通量与温度之间的关系,发现溶液通过膜的活化能随着磷钨酸含量的增加而降低。表明,磷钨酸的加入使得渗透物在杂化膜内更容易透过。     

有机/无机杂化渗透汽化优先透醇膜研究进展

渗透汽化优先透醇膜分离技术可有效解决燃料乙醇和丁醇生产中发酵产率较低的瓶颈问题,受到广泛关注。膜材料的选择与改性以及膜结构的构建是提高透醇性能的关键。有机/无机杂化膜可以实现有机和无机材料的优势互补,被认为是未来分离膜领域最重要的发展方向之一。本文扼要回顾了用于优先透醇渗透汽化分离的有机无机杂化材料,结合本文作者课题组的研究工作,重点阐述了杂化粒子的结构、粒径、界面相容性、纳微分散、负载量等因素对渗透汽化传递过程的作用机制,进一步对近年来发展的成膜新方法进行了总结。在此基础上,提出今后有机/无机杂化渗透汽化优先透醇膜研究的主要方向是发展新型纳米级、超疏水并与有机聚合物具有高度界面相容性的无机粒子,以及构建高负载量的纳微结构与超亲醇表面。     

碳纳米管改性PEBA膜的制备与渗透汽化分离性能研究

本次试验以聚醚嵌段酰胺(PEBA)为原料,制备了PEBA均质膜,再将羧基化碳纳米管以及环糊精改性的羧基化碳纳米管加入PEBA进行改性,并对这三种膜进行渗透汽化测试和相关表征。结果表明,当添加的碳纳米管占PEBA质量为0.1%时,羧基化碳纳米管改性膜的渗透通量和分离因子均比纯PEBA膜有所提高,而环糊精改性的羧基化碳纳米管填充膜的分离因子比纯PEBA膜明显提高,但是渗透通量低于纯PEBA膜。     

分离有机物水溶液的渗透汽化与汽化渗透膜

该文基于４５篇最新文献，较详细地论述了渗透汽化膜与汽化渗透膜的有机物水溶液分离性能及其影响因素，包括高聚物特征，料液浓度，温度，古游侧压力，膜厚度和操作时间，指出用多数高聚物膜进行渗透汽化操作可以有效地分离多数有机醇，酮，酸，酯，酰胺以及二Ｅ烷，乙腈，吡啶，二甲亚砜和四氢呋喃水溶液；而以壳聚糖及其衍生物膜进行汽化渗透操作则具有更高的分离系数。该文还简要介绍了渗透汽化膜的新应用。为渗透汽化与汽化渗透     

聚氨酯膜的制备及渗透汽化分离水中苯酚性能研究

研究通过两步反应法制备端羟基聚丁二烯基聚氨酯（HTPB-PU）渗透汽化膜,采用红外、热分析、扫描电镜等手段对其结构与性能进行了表征,研究了该膜从水中分离苯酚的渗透汽化性能。结果发现,该膜表现出良好的优先透过苯酚的分离性能。以0.5%苯酚水溶液作为料液,随着操作温度从60℃增加到80℃,渗透通量增加而分离因子下降,在60℃时,分离因子与渗透通量可分别达到23.80与2.85 kg.μm.m-2.h-1。     

Silicalite-1/PAAS杂化膜的二甲苯异构体渗透汽化分离研究

Silicalite-1经3-氨丙基-三乙氧基硅烷(APTES)改性后,通过共混制备silicalite-l/聚丙烯酸钠(PAAS)杂化膜,用于二甲苯异构体的渗透汽化分离.膜的SEM分析表明,改性后silicalite-1与PAAS之间的相容性有较大改善.溶胀和渗透汽化实验发现:(1)对、邻二甲苯在杂化膜中的平衡溶胀量...     

有机-无机杂化气体分离膜研究

介绍气体的分离机理及杂化膜的主要制备方法;并对杂化膜的改性进行详细地阐述;为获得气体分离性能优异的有机一无机杂化气体分离膜奠定理论基础。     

新型侧链型聚酰亚胺膜的制备及其渗透汽化分离性能

针对苯/环己烷混合物体系的特点,采用两种新型侧链二胺3,5-二氨基苯甲酸苯酯(PDA)和3,5-二氨基苯甲酸-4-三氟甲基苯酯(FPDA),制备了一系列由不同二酐与二胺单体如4,4'-二氨基二苯醚(ODA)和3,5-二氨基苯甲酸(DABA)聚合而成的用于渗透汽化分离苯/环己烷的聚酰亚胺膜,对其结构和各项性质进行了表征,并对膜材料的微观结构与宏观分离性能之间的关系进行了较为深入的研究。随着侧链二胺的引入,聚酰亚胺膜的分离效率随之持续增大,分离能力得以改善。渗透汽化实验结果表明,以6FDA为二酐单体的两类聚酰亚胺膜具有较优异的分离性能。乙二醇交联的6FDA-FPDA/ODA/DABA(1:7:2)膜综合渗透汽化分离性能最优。在50℃时,对于含苯50 %(质量)的苯/环己烷混合物,其渗透通量为9.84 kg·μm·m^-2·h^-1,分离因子达6.1。     

有机无机杂化膜的制备方法与应用研究

有机-无机杂化膜结合了有机膜和无机膜的优点,具备突出的分离性能、抗污染性能、机械性能以及物化稳定性能等。本文综述了有机-无机杂化膜的制备方法,并从气体分离、水处理和质子传导等领域论述了国内外杂化膜的应用。     

有机-无机杂化膜的制备与应用进展

介绍了有机-无机杂化膜的结构分类;系统阐述了溶胶-凝胶、原位聚合、直接分散及插层复合等杂化膜的制备方法;论述了杂化膜在气体分离、液体分离、质子传导以及膜反应器方面的应用。展望了杂化膜的未来发展方向,认为应研究杂化膜的成膜机理、制备条件及结构与性能关系、有机-无机2相间的相容性,研究新的杂化方法,以期制备性能更优异的杂化膜材料,并探索新的应用领域     

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,...     

GFT膜的渗透汽化性能

ＧＦＴ膜的渗透汽化性能蔡邦肖ＤｅｕｔｓｃｈｅＣａｒｂｏｎｅＡＧ公司ＧＦＴ膜技术公司于１９９５年６月发表了可广泛应用于不同浓度有机物水溶液的脱水浓缩或脱有机物的水净化分离工程的ＧＦＴ膜产品。这里分类给出部分典型的ＧＦＴ膜及其渗透汽化分离性能。１．ＧＦＴ...