二氧化硅复合膜的制备及其渗透汽化性能

采用溶胶–凝胶法配制了掺杂Zr4+以及未掺杂的2种有机硅态溶胶,以浸渍提拉的方式在已修饰的α-Al₂O₃载体上逐层涂布2种溶胶,并经过煅烧固化制备了二氧化硅复合膜。采用扫描电子显微镜对制备过程中的每一膜层表面形态结构进行表征。将二氧化硅复合膜应用于渗透汽化脱水,考察了不同温度以及不同进料含水率下的渗透汽化性能,并探究了强酸性环境(pH=2)对其性能的影响。实验结果表明:二氧化硅复合膜在75℃对85%(质量分数)异丙醇溶液渗透汽化脱水,其通量可达1 kg/(m²·h),渗透液含水率(质量分数)最高可到99.4%;在不同温度和含水率的条件下,二氧化硅复合膜都能保持良好的分离性能,具有良好的水热稳定性;长时间在强酸性环境(pH=2)中仍能保持稳定的分离性能,具有极强的耐酸性能。     

疏水性SiO2-PDMS渗透汽化膜溶解-扩散性能

制备了疏水性纳米SiO2填充聚二甲基硅氧烷(PDMS)渗透汽化膜,研究了其溶解-扩散性能,计算了复合膜的溶解度参数(δM)及乙醇渗透系数(PE)。结果表明,填加SiO2提高了PDMS膜的乙醇溶解度(SE),SiO2填加量为10%(质量分数,下同)时,复合膜在30℃时的SE为0.0064,而未填加时仅为0.0026;PE值随SiO2含量的增加呈先增加后减小的趋势,SiO2填加量5%时,PE在60℃时为2.52×10-13 m2/s,而未填加时仅为1.42×10-13 m2/s;提高温度有利于乙醇的渗透。以乙醇/水物系为研究对象,结果表明,SiO2-PDMS复合膜渗透汽化性能与其渗透系数的变化趋势基本相同。     

二氧化硅复合膜的制备及其渗透汽化性能EI北大核心CSCD

采用溶胶–凝胶法配制了掺杂Zr4+以及未掺杂的2种有机硅态溶胶,以浸渍提拉的方式在已修饰的α-Al2O3载体上逐层涂布2种溶胶,并经过煅烧固化制备了二氧化硅复合膜。采用扫描电子显微镜对制备过程中的每一膜层表面形态结构进行表征。将二氧化硅复合膜应用于渗透汽化脱水,考察了不同温度以及不同进料含水率下的渗透汽化性能,并探究了强酸性环境(pH=2)对其性能的影响。实验结果表明:二氧化硅复合膜在75℃对85%(质量分数)异丙醇溶液渗透汽化脱水,其通量可达1 kg/(m2·h),渗透液含水率(质量分数)最高可到99.4%;在不同温度和含水率的条件下,二氧化硅复合膜都能保持良好的分离性能,具有良好的水热稳定性;长时间在强酸性环境(pH=2)中仍能保持稳定的分离性能,具有极强的耐酸性能。     

高通量二氧化硅复合膜的制备及其渗透汽化性能研究

二氧化硅复合膜展现出的耐酸性和稳定性在渗透汽化领域有着广阔的应用前景.本文采用真空抽吸浸渍法制备二氧化硅复合膜的支撑层,得到高通量二氧化硅复合膜.本文对支撑层真空抽吸的最优条件进行探究,并采用扫描电镜对膜层的表面、截面形貌结构进行表征.结果表明,当支撑层溶胶质量浓度为2％,真空抽吸时间为10 s,真空抽吸压力为0.10...     

无机盐对聚二甲基硅氧烷/陶瓷复合膜渗透汽化性能的影响

将渗透汽化应用于醇/水体系的分离,具有诸多显著的优势。然而,目前的研究大都基于二元体系,而实际的应用体系是多元的,还包含少量无机盐和糖类等,它们的存在对膜的性能具有一定的影响。本文研究了NaCl、KCl和MgCl2 3种无机盐的加入对聚二甲基硅氧烷 （PDMS）/陶瓷复合膜渗透汽化性能的影响。结果表明,在313 K,无机盐的加入使复合膜的分离因子和通量均有所提高。其中二价盐MgCl2对渗透汽化性能的影响最为显著,分离因子最大提高到醇/水体系的2.8倍。而一价盐NaCl和KCl的加入,使分离因子分别提高为醇/水体系的2.5倍和2.4倍。同时借助于Setschenow扩展方程计算了乙醇活度,对实验结果进行了初步的解释。     

热处理条件对PVA/PAN和PPVA/PAN渗透汽化复合膜分离性能的影响

制备了以聚乙烯醇（PVA）、磷酸酯化聚乙烯醇（PPVA）和活性分离层的PVA／PAN、PPVA／PAN渗透汽化复合膜并用于乙醇－水恒沸混合物的分离。考察了热处理条件对复合膜分离性能及吸附性能的影响。结果表明,复合膜的分离性能主要是由热处理温度决定的,并且,PPVA／PAN复合膜比PVA／PAN复合膜具有更好的分离性能。确定了最佳的热处理条件,对于PVA／PAN复合膜：在403K下,热处理时间不小于4h,对于PPAV／PAN复合膜：在423K下,热处理时间不小于2h。     

PTFE-PDMS/PVDF复合膜制备及其渗透汽化性能

制备了以聚偏氟乙烯PVDF超滤膜为底膜的聚四氟乙烯PTFE超细粉体填充聚二甲基硅氧烷PDMS复合膜,并用于氯仿水溶液体系的渗透汽化。采用SEM和接触角分析研究了膜结构及表面性能。研究了PTFE:PDMS质量比、料液流速、料液浓度对渗透汽化性能的影响;采用串联阻力模型分析了渗透汽化氯仿水溶液的传质过程。研究表明,填充PTFE提高了PDMS膜渗透汽化性能;流量大于200 mL min 1时渗透汽化传质阻力主要由膜阻力控制;在流速低于200 mL min 1时,浓差极化产生的氯仿传质边界层阻力最大可达膜阻力的29倍。     

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。     

PVA复合膜的渗透汽化性能研究：（Ⅰ）操作条件和长期运行的影响

本文研究了以ＰＡＮ膜为支撑层的ＰＶＡ复合膜分离醇水溶液的性能。着眼于工业应用，揭示了渗透汽化操作条件对分离性能的影响，展示了长期运行时的分离性能。结果表明，ＰＶＡ复合膜具有高渗透通量和优异分离率，长期运行性能稳定。     

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。     

渗透汽化中试膜组件的设计及装置性能测试

介绍了年产８０吨无水乙醇渗透汽化中试装置组件的设计及装置性能的测定。结果表明，中试装置内乙醇浓度２发布和压降与设计相当一致，由物料衡算得到产品乙醇的回收率〉９６％，能耗为：耗电０．４ｋＷｈ／ｋｇ无水乙醇，耗水０．０４度／ｋｇ无水乙醇，若考虑目前动力设备容量仅利用了３９％，则其能耗与文献报导接近，为恒沸精馏的１／３左右。     

PVA复合膜的渗透汽化性能研究：（Ⅱ）贮存时间的影响与分离性能预测方程

本文研究表明，经长贮存或经反复使用，ＰＶＡ复合膜的渗透化分离性能仍然优良，其中ＰＶＡ／ＣＡ复合膜的渗透量大于９００ｇ／ｍ＾２．ｈ而渗透物中乙醇组分未检出。     

支撑层对硅橡胶复合膜渗透汽化分离性能的影响

引言 为了扩大渗透汽化技术的应用领域,科研工作者需要进一步增强渗透汽化膜的分离性能.从工业化的观点而言,用于实际应用的渗透汽化膜大多是复合膜,它由选择层(或分离层)和支撑层组成.一般认为,选择层决定着复合膜的选择性和通量,支撑层起支撑和机械稳定作用.Nijhuis[1]在从甲苯-水体系中分离甲苯的过程中对均质膜和以聚砜为支撑层的复合膜的分离性能进行了比较;Sturken[2]分别用聚醚酰亚胺和聚偏氟乙烯为支撑层的硅橡胶膜从二氯乙烷-水体系中提取二氯乙烷,他们得到了相同的结论:支撑层的影响可以忽略.然而Scholz[3],Heinzelmann[4],Rautenbach[5],Borges[6],Vankelecom[7],Farooq[8],Lipnizki[9]等均在各自研究中发现,由于基膜和分离层的物理化学性质以及制膜方法等众多因素的存在使得支撑层在一定程度上影响复合膜的分离性能;Feng[10]对均质硅橡胶膜和有微孔支撑层的硅橡胶复合膜的分离性能进行了比较,发现均质硅橡胶膜优先透过异丙醇,而有微孔亲水性支撑层的硅橡胶复合膜则优先透过水,这表明在一定的情况下,支撑层甚至起主导作用并能够决定复合膜的分离性能.因此,通过系统研究以不同多孔材料为支撑层的复合膜对有机物-水溶液的分离性能的影响,能够找到最优的复合膜支撑层,从而能够提高复合膜的分离性能.然而,至今关于支撑层对渗透汽化膜分离性能影响的系统研究仍相当少.     

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).     

Pd-SiO2复合膜的氢气选择渗透特性

Palladium membranes were prepared on an a-alumina support by metal-organic compound chemical vapor deposition (MOCVD) method from palladium(Ⅲ) acetate precursor. Permeation properties of hydrogen and helium gas were studied as a function of the number of times of deposition of palladium on the peeling off phenomenon of palladium, which is common in electroless plated membrane, was observed. Silica was introduced into the pores to prevent the palladium grain from peeling off. The palladium-silica conjugated membrane does not show the peeling off phenomenon and can withstand the high temperature up to 800℃ which is the upper limit of our apparatus.The separation factor for hydrogen gas over carbon dioxide gas was improved with the increase of number of times of silica coating by sacrificing the H2 permeation and finally increased to four times. The improvement on the separation of hydrogen gas over carbon dioxide for pulladium-silica conjugated membrane was evaluated and a model of permeation pattern (palladium and silica) was proposed. This model suggests that the separation factor for hydrogen over carbon dioxide could be improved by introducing silica layer because the silica layer fills the pores and reduces the gas permeation without sacrificing the hydrogen permeation through the palladium region. These results indicate that the introduction of silica into the palladium grain is a promising means to improve the hydrogen separation performance of palladium based composite membranes.     

有机硅烷交联PDMS/陶瓷复合膜的制备及渗透汽化汽油脱硫性能

采用有机硅烷γ-氨丙基三甲氧基硅氧烷（APTMS）,对聚二甲基硅氧烷（PDMS）进行交联改性,以ZrO₂/Al₂O₃陶瓷复合膜为支撑体,制备了一系列有机硅烷交联的PDMS/陶瓷复合膜。通过扫描电镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）、热重分析（TGA）对改性效果和膜结构进行了表征。将所制备的PDMS/陶瓷复合膜应用于渗透汽化脱除模拟汽油中的有机硫化物（噻吩）,考察了交联剂APTMS含量、操作温度、料液含硫量等因素对复合膜渗透汽化脱硫性能的影响。实验结果表明,有机硅烷交联的PDMS膜相比于传统正硅酸乙酯（TEOS）交联的PDMS膜,通量和硫富集因子均有所提高。随着进料温度和原料液中硫含量的升高,膜的渗透通量均增大,而硫富集因子均减小。当APTMS质量分数为15%、进料温度为25℃、噻吩质量浓度为100mg/kg时,渗透通量为0.46 kg/（m²·h）,硫富集因子达到3.5。     

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.     

ZSM-5/NaY型复合分子筛膜的制备及其渗透汽化性能研究

采用水热合成法在n(SiO₂)∶n(Al₂O₃)∶n(Na₂O)∶n(H₂O)为25∶1∶22∶600的合成液体系中合成高性能的ZSM-5/NaY型复合分子筛膜,考察了陈化时间、合成液中水的摩尔分数、合成时间以及合成温度对膜的渗透汽化分离性能的影响,同时,考察了ZSM-5/NaY型复合分子筛膜的稳定性。利用SEM和XRD对膜的形态结构进行表征。结果表明,在合成液陈化18 h后,在105℃下晶化6 h,可成功制备出连续致密的ZSM-5/NaY型复合分子筛膜;在75℃下分离90%的异丙醇/水体系,渗透侧水质量分数可以达到99.15%以上,渗透通量保持在2.12 kg/(m²·h)以上,并且具有良好的重复性。     

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。