硬脂酸改性γ-Al_2O_3填充PEBAX膜渗透汽化分离苯胺

利用硬脂酸对纳米γ-Al_2O_3改性,分别制备了聚醚共聚酰胺(PEBAX)均质膜、填充膜、复合膜以及填充型复合膜四种分离膜,探讨了膜在苯胺/正庚烷体系中的溶胀性能和渗透汽化性能。利用FT-IR、XRD分别考察了改性前后γ-Al_2O_3颗粒官能团和晶体结构的变化情况,通过SEM观察膜的形貌结构。溶胀实验结果表明:随着料液中苯胺浓度和料液温度的升高,溶胀度均持续增大,在48 h时达到溶胀平衡,填充量为2%(wt)时填充膜的溶胀效果最好;渗透汽化实验结果表明:膜的渗透通量和分离因子均随料液中苯胺浓度和料液温度的升高而持续增大,填充型复合膜的综合性能最优,其填充量为2%(wt)时分离性能最佳,当苯胺浓度为5000μg×g~(-1)、温度为70℃时,膜的渗透总通量为5.64 kg×m~(-2)×h~(-1),分离因子为3.07。     

CTAB改性膨润土填充PEBAX/PVDF膜渗透汽化降低汽油噻吩含量

用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对膨润土进行柱撑改性,并对改性前后的膨润土进行吸附实验及红外测定。将改性后膨润土置于填充聚醚共聚乙酰胺(PEBAX)聚合物溶液中,以聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜为支撑膜,制备复合膜,考察复合膜在模拟汽油(噻吩/正庚烷)中的溶胀性能,并进行渗透汽化实验,研究膜的分离性能。利用SEM考察膜的形貌结构。结果发现:30℃下,溶胀度随噻吩质量分数的增加而升高,15 min后达溶胀平衡,并且在填充量为20%时最大。渗透汽化结果表明:在料液温度为30℃,噻吩质量分数为1 100μg/g时,CTAB填充量为20%的PEBAX/PVDF复合膜的渗透通量和硫富集因子分别为2.81 kg/(m2·h)和4.65。     

壳聚糖-海藻酸钠/聚丙烯腈聚离子复合膜渗透汽化分离乙酸乙酯水溶液

制备了壳聚糖-海藻酸钠/聚丙烯腈（CS-SA/PAN）聚离子复合膜,将此膜用于渗透汽化分离乙酸乙酯水溶液.用红外光谱（FT-IR）表征CS、SA、CS/SA均质膜.研究CS-SA/PAN聚离子复合膜的溶胀性、料液浓度和SA质量分数、操作温度对乙酸乙酯水溶液脱水效果的影响.实验表明：CS/SA聚离子均质膜在乙酸乙酯水溶液中的溶胀度随溶液中水质量分数的增加而增大,随SA的质量分数增加而减小,40℃、SA质量分数为2.0%时,CS/SA聚离子均质膜在乙酸乙酯质量分数为97%的水溶液中溶胀度可达51%.随着SA质量分数的增加,CS-SA/PAN聚离子复合膜的渗透通量减小,分离因子增大,40℃、SA质量分数为2.0%时,分离乙酸乙酯质量分数为97%的水溶液,CS-SA/PAN聚离子复合膜渗透通量可达348g/（m^2.h）,分离因子为7245.随着料液中水含量的增加和料液温度的升高,膜渗透通量增大,分离系数减小,渗透通量与料液温度的关系能较好地吻合Arrhenius方程.     

NaA/PAN复合膜渗透汽化分离DMF/H_2O溶液的性能研究

采用流延法制备大面积的NaA/PAN分子筛复合膜,并用于渗透汽化分离二甲基甲酰胺/水(DMF/H2O)溶液。考察了料液组成、进料量和操作温度对膜分离性能的影响。实验结果表明:渗透通量随着温度的升高而增大,在DMF质量分数为20%,操作温度为24℃,料液量为1.5 m3/h,膜后侧压力为500 Pa的条件下,NaA/PAN膜的渗透通量达到1.84 kg/(m2·h),分离因子为11.5。     

PVA-TEOS/PAN渗透汽化膜的制备及其乙酸乙酯脱水

以聚丙烯腈(PAN)中空纤维超滤膜为底膜,以聚乙烯醇(PVA)和正硅酸乙酯(TEOS)的混合液为涂膜液,采用溶胶-凝胶法制备了PVA-TEOS/PAN渗透汽化复合膜,并用于乙酸乙酯脱水. FT-IR和XRD谱图证实复合膜表层中由于PVA与TEOS的交联反应而形成了Si?O?C共价键,且PVA的结晶度下降. 另外,利用静态接触角测量对复合膜表层的亲水性进行了表征. 考察了复合膜在乙酸乙酯水溶液中的溶胀性能及涂膜液中TEOS含量和料液温度与浓度对PVA-TEOS/PAN复合膜分离性能的影响. 结果表明,TEOS的加入有效降低了复合膜在乙酸乙酯水溶液中的溶胀度,使其对水具有较好的分离选择性. 40℃下,涂膜液中TEOS质量含量分别为5%和30%的PVA-TEOS/PAN复合膜分离98%的乙酸乙酯水溶液时,其分离因子分别为2830和4448,渗透通量分别为49.4和41.4 g/(m2×h).     

蒙脱石填充改性PDMS膜对稀溶液中苯的渗透分离性能

研究了CTAB柱撑改性蒙脱石填充聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜对稀溶液中苯的渗透分离性能,考察了操作温度、有机蒙脱石填充量及料液中苯浓度对填充膜分离性能的影响. 结果表明,蒙脱石的填充不但能增强膜的机械性能,而且能明显改善膜的分离性能,随着蒙脱石填充量的增加,渗透通量增大,而分离因子先增大后减小;随着操作温度的提高,渗透通量明显增大,分离因子却减小;当料液中苯浓度增大时,苯通量增大,水通量保持不变,而分离因子减小. 用填充量为9.09%的填充膜对苯浓度为1000 kg/kg的料液进行渗透汽化实验,得到膜的渗透通量为115 g/(m2×h),分离因子达到798,比纯PDMS膜通量增大了12%,分离因子增大了32%.     

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%.     

全氟磺酸改性聚乙烯醇渗透汽化膜分离乙酸乙酯-水溶液

以聚乙烯醇(PVA)为原材料,全氟磺酸(PFSA)为共混改性材料,以聚丙烯腈(PAN)中空纤维超滤膜为底膜制备了PVAfPAN、PVA-PFSA/PAN复合膜,并用于乙酸乙酯脱水.考察了共混涂膜液中PVA、PFSA配比,交联剂酒石酸(Tat)用量以及原料液温度与浓度对PVA、PAN、PVA-PFSA、PAN复合膜分离件能的影响.实验结果表明,Tac交联的PVA,PAN、PVA-PFSA/PAN复合膜均对水具有较好的分离选择性.共混涂膜液中PVA/PFSA质量比为1/1、Tac/PVA质量比为l/5时所制备的PVA-PFSA/PAN复合膜渗透汽化分离性能最佳.40下℃此复合膜用于分离98%(wt)的乙酸乙酯水溶液时,其渗透通量和分离因予分别为81.1 g·m-2·h-1和1890.同样条件下,与交联PVA/PAN复合膜相比,交联PVA-PFSA/PAN复合膜的渗透通量显著提高.     

均苯型耐酰胺溶剂聚酰亚胺膜渗透汽化性能研究

酰胺类溶剂的分离回收与处理是工业领域中一个亟待解决的重要问题,采用渗透汽化(PV)技术分离该体系时,所采用的高分子膜材料需要有较好的溶胀性和耐久性。采用两步法制备了一种均苯型聚酰亚胺膜,通过测试不同单体配比下制备的膜的溶胀性及拉伸强度考察其耐溶剂性能。研究结果表明:当均苯四甲酸二酐(PMDA)与二氨基二苯醚(ODA)摩尔比为1.018:1时,聚酰亚胺膜的溶胀度在30%以下,拉伸强度损失小于20%;制备的PMDA-ODA/Al_2O_3型复合膜,在40℃时,渗透汽化分离DMF/H_2O((90/10)%(wt))和DMAc/H_2O((90/10)%(wt))体系的渗透通量分别为149.4和59.0 g×m~(-2)×h~(-1),分离因子分别为21.5和187.1,具有较好的分离效果;复合膜连续运行100 h数据表明,DMAc/H_2O体系渗透通量稳定在210 g×m~(-2)×h~(-1)左右,分离因子保持在15左右,具有较好的稳定性。     

PVA/PAN共混膜渗透汽化分离醋酸-水溶液的研究

对自制聚乙烯醇(PVA)/聚丙烯腈(PAN)共混膜渗透汽化分离低浓度醋酸-水溶液体系的性能进行了研究。分别考察了操作温度、下游表压以及醋酸浓度对PVA/PAN共混膜渗透蒸发分离性能影响。结果表明,随着操作温度增大和醋酸浓度及下游压力的减小,膜的渗透通量增加,分离因子减小。在操作温度323 K、下游表压8 mm Hg的条件下,采用膜厚为45μm的PVA/PAN共混膜对90wt.%的醋酸-水体系进行渗透汽化分离,其渗透通量和分离因子分别达到3746 g·m-2·h-1和3.75。     

响应面优化法在PDMS/PVDF膜制膜条件优化中的应用

用响应面优化法优化了乙烯基封端PDMS/PVDF渗透汽化透醇膜的制膜条件,研究了硅橡胶浓度、B/A质量比、交联温度和交联时间对膜性能的影响,拟合了分离因子、渗透通量与四因素之间的回归方程,并用方差分析法考察了四因素的主效应、二次效应以及相互作用效应对复合膜的分离因子与渗透通量的影响。研究发现,硅橡胶浓度对膜的分离因子与渗透通量的影响最为显著,交联时间对分离因子几乎没有影响。通过对回归方程的优化分析得知,在料液乙醇浓度为10%(wt),操作温度40℃条件下,当硅橡胶浓度为93%(wt),B/A质量比为0.08,交联温度为100℃,交联时间为13.83 h时,膜的综合分离性能达到最佳,此时分离因子与渗透通量预测值分别为9.47、77.57 g(m2 h)1,渗透侧乙醇浓度达到51.3%(wt)。回归方程的验证实验结果表明,回归方程的估计值与实验值较为吻合,可用于乙烯基封端的PDMS/PVDF复合膜的渗透汽化性能的预测与优化。     

聚二甲基硅氧烷/聚醚砜复合膜渗透汽化分离水中乙酸的性能研究

制备了聚二甲基硅氧烷/聚醚砜(PDMS/PES)复合膜,用于乙酸/水体系的渗透汽化分离。研究了料液质量浓度、温度、流速及下游侧压力对渗透汽化分离性能的影响。实验结果表明,随着料液中乙酸质量浓度的增大,渗透通量增加,而分离因子呈先增大后减小的趋势;随着料液温度的升高,渗透通量增大而分离因子减小;随着料液流速的增大,渗透通量增大而分离因子减小,当达到湍流状态后,两者的变化趋势不明显;随着下游侧压力的增大,渗透通量和分离因子均减小,为获得较好的分离效果应使透过侧保持尽可能高的真空度。     

疏水SiO_2填充PDMS膜分离水中乙酸正丁酯的性能

以聚偏氟乙烯(PVDF)为支撑层,选用疏水性纳米SiO_2粉体作为改性剂,制备出聚二甲基硅氧烷(PDMS)复合膜材料,并用于乙酸正丁酯/水溶液的渗透汽化分离。采用SEM、FTIR、XRD、拉伸实验、接触角及正电子湮没寿命谱测定等对膜材料物理化学性能进行了表征,考察了膜材料的溶胀行为及渗透汽化性能。结果表明,SiO_2在PDMS膜中分散均匀,且没有发生化学作用,并提高了膜材料的机械强度和疏水性。随着SiO_2添加量增加,膜在乙酸正丁酯溶液中的溶胀度先升后降,渗透通量呈下降趋势,而分离因子先增大后减小。当SiO_2添加量为4%(质量)时,随进料浓度的增加,渗透通量增大,分离因子先增大后减小;随着温度升高,渗透通量增大,分离因子减小;渗透通量和分离因子最大值分别为240 g·m~(-2)·h~(-1)和542。     

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。     

全氟磺酸改性聚乙烯酵渗透汽化膜分离乙酸乙酯-水溶液

以聚乙烯醇（PVA）为原材料,全氟磺酸（PFSA）为共混改性材料,以聚丙烯腈（PAN）中空纤维超滤膜为底膜制备了PVA／PAN、PVA-PFSA／PAN复合膜,并用于乙酸乙酯脱水。考察了共混涂膜液中PVA／PFSA配比,交联剂洒石酸（Tac）用量以及原料液温度与浓度对PVA／PAN、PVA-PFSA／PAN复合膜分离性能的影响。实验结果表明,Tac交联的PVA／PAN、PVA-PFSA／PAN复合膜均对水具有较好的分离选择性。共混涂膜液中PVA／PFSA质量比为1／1、Tac／PVA质结比为1／5时所制备的PVA-PFSA/PAN复合膜渗透汽化分离性能最佳。40℃下此复合膜用于分离98％（wt）的乙酸乙酯水溶液时,其渗透通量和分离因予分别为81.1g·m^-2·h^-1和1890。同样条件下,与交联PVA／PAN复合膜相比,交联PVA-PFSA／PAN复合膜的渗透通量显著提高。     

沸石填充硅橡胶渗透汽化膜的制备及其优先透醇性能研究

由ZSM-5沸石和聚二甲基硅氧烷(PDMS)制备超薄沸石填充PDMS复合膜,考察沸石填充量、沸石结构中硅铝比和操作温度对沸石填充硅橡胶膜渗透汽化性能的影响。结果表明,超薄复合膜的制备可以改善渗透通量小的缺陷。沸石填充量30%时分离因子最大;具有相同填充量的PDMS膜,硅铝比较大的填充膜,其分离因子和渗透通量均较高;随着操作温度的升高,复合膜分离因子先升高后降低,在50℃达到最大值,其渗透通量呈升高趋势。     

沸石填充硅橡胶渗透汽化膜的制备及其优先透醇性能研究

由ZSM-5沸石和聚二甲基硅氧烷(PDMS)制备超薄沸石填充PDMS复合膜,考察沸石填充量、沸石结构中硅铝比和操作温度对沸石填充硅橡胶膜渗透汽化性能的影响。结果表明,超薄复合膜的制备可以改善渗透通量小的缺陷。沸石填充量30%时分离因子最大;具有相同填充量的PDMS膜,硅铝比较大的填充膜,其分离因子和渗透通量均较高;随着操作温度的升高,复合膜分离因子先升高后降低,在50℃达到最大值,其渗透通量呈升高趋势。     

水性聚氨酯膜渗透蒸发分离苯/环己烷的条件及过程

以聚己二酸1,4-丁二醇酯二醇(PBA-2000)和甲苯二异氰酸酯(TDI)为主要原料合成水性聚氨酯膜,并对苯/环己烷混合液渗透蒸发性能进行测试,讨论了苯/环己烷混合体系的渗透蒸发分离过程特点。结果表明,当膜厚度增大时,分离因子提高而渗透通量随之下降,这个变化趋势在膜较薄时很明显,达到一定厚度后则变化比较平缓;膜下游侧真空度提高会同时提高膜的分离因子和通量;增大料液中苯的浓度,提高料液温度会提高通量并降低分离因子。液体被分离组分在渗透蒸发膜中经历了吸附溶胀—膜内汽化—气体扩散的质量传递过程,"干区"对分离的影响作用更加显著。     

PDMS复合膜回收酯化反应废水中的异丁醇

乙酸与异丁醇酯化反应生产乙酸异丁酯,产生大量含异丁醇的废水,常规生化处理负荷重,浪费资源。采用PDMS复合膜分离回收酯化废水中的异丁醇,考察了异丁醇浓度对PDMS复合膜溶胀度及分离性能的影响,优化渗透汽化过程操作参数,研究了乙酸异丁酯对PDMS复合膜回收异丁醇效果的影响。结果表明,随着异丁醇浓度从1%增大到3%(质量),PDMS复合膜溶胀度先增大后趋于平稳,异丁醇的渗透通量呈增大趋势,分离因子保持在15左右;操作温度从30℃升至60℃时,渗透通量增大,异丁醇的分离因子下降,总表观活化能为33.87 kJ/mol;流速增加,Reynolds数增大,异丁醇渗透通量变化不大,但分离因子略有增大;微量乙酸异丁酯的存在可促进渗透汽化膜回收异丁醇。采用PDMS复合膜分离酯化废水中的异丁醇,回收率大于94.0%,渗余液中异丁醇浓度可降至0.1%(质量)左右。研究结果可为PDMS复合膜处理低浓度有机溶剂废水提供依据。     

聚醚共聚酰胺(PEBA)膜的溶胀和渗透汽化行为研究

用涂布法制备出PEBA均质膜,分别测试了膜在纯醋酸正丁酯、水以及醋酸正丁酯稀水溶液中的溶胀率,并考察了浸泡时间、温度和溶液浓度对溶胀率的影响;结果表明:PEBA膜在水中溶胀很小,对醋酸正丁酯具有优先吸附能力;溶胀率随浸泡时间的延长、浸泡液浓度和温度的升高而逐渐上升。渗透汽化实验表明膜对醋酸正丁酯的良好选择性,膜的渗透通量和分离因子随着浓度的增加而增加,渗透通量随着温度的升高而增加,但分离因子随温度的升高而减小;当原料液浓度为0.6%(wt)时,醋酸正丁酯的渗透通量为143.9g·m-2·h-1,分离因子达到236.9。