聚二甲基硅氧烷膜蒸汽渗透分离低浓度乙醇/水溶液的研究

对聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜蒸汽渗透分离低浓度乙醇/水溶液的性能进行了研究,考察了料液浓度、膜器温度、循环气体流量、真空度等因素对PDMS膜蒸汽渗透性能的影响.结果表明,渗透通量和渗透侧乙醇浓度随着料液中乙醇浓度的增大而增大,但分离因子有所降低;随着膜器温度的升高,渗透通量增加,渗透侧乙醇浓度下降,影响显著;随着循环气体流量的增大,渗透通量和渗透侧乙醇浓度均有较大幅度的提升,有利于蒸汽渗透过程的进行;随着真空度的增大,渗透通量上升,渗透侧乙醇浓度下降.     

聚二甲基硅氧烷膜分离甲醇/碳酸二甲酯混合物的渗透汽化研究

制备了一系列聚二甲基硅氧烷(PDMS)均质膜,用于渗透汽化法分离甲醇/碳酸二甲酯混合物,此系列PDMS均质膜优先脱除碳酸二甲酯.考查了PDMS均质膜在甲醇和碳酸二甲酯液体中的溶胀性能,并研究了PDMS预聚体的黏度、交联剂浓度、操作温度及料液浓度对渗透汽化分离性能的影响.结果表明,对于不同黏度的PDMS预聚体均表现出随交联剂浓度增加分离因子先增加后减小,而渗透通量则逐渐减小;随操作温度增加分离因子减小而渗透通量增大;随料液中碳酸二甲酯浓度增加分离因子先增加后减小,而渗透通量则逐渐增大.对于碳酸二甲酯浓度为30%的甲醇/碳酸二甲酯混合物,40℃时渗透侧碳酸二甲酯浓度为59.7%,分离因子为3.46,渗透通量为1.41 kg/(m2·h).     

交联壳聚糖共混膜醇水混合液分离性能研究

研究了醇水混合液体系在经交联的聚乙二醇／壳聚糖共混膜中的渗透蒸发分离性能．讨论了共混膜组成、料液浓度和温度、膜下侧压力等对渗透蒸发性能的影响．结果发现聚乙二醇的掺入能大大提高壳聚糖膜的渗透通量，但分离因子降低．当料液乙醇质量分数为８０％时，渗透通量及分离因子都随温度的升高而增加．料液中加入少量ＺｒＯＣｌ２能把分离因子从原来的８．８提高到７４．同时发现膜下游侧压力不仅仅影响渗透组分在膜表面的蒸发，还影响整个渗透蒸发传质过程．     

PDMS中空纤维复合膜渗透汽化分离丙酮-水溶液

采用干湿相转化法纺制了聚砜(PSF)中空纤维超滤底膜,并采用溶液浸渍法制备PDMS/PSF中空纤维复合膜.研究了PDMS膜的溶胀性能和PDMS/PSF膜渗透汽化性能,考察了PDMS/PSF膜的稳定性以及料液温度、料液丙酮浓度和渗透物侧压力等因素对膜渗透汽化性能的影响.结果表明,PDMS膜对丙酮有很强的吸附能力而对水的吸附能力则相对较弱,渗透液中丙酮浓度大于膜溶胀液中丙酮浓度,远远大于浸泡液中丙酮浓度,连续操作72 h膜的渗透汽化性能保持稳定,渗透通量随料液温度以及料液浓度的升高而增加,分离系数随料液浓度的增加而降低,基本不受温度的影响.当丙酮质量分数5%、料液温度为60℃时,渗透通量为632 g/(m2.h),分离系数为35.8,丙酮和水的表观活化能分别为45.7和49 kJ/mol.     

溴化聚苯醚渗透汽化非对称膜的制备及其乙醇/水分离性能

对聚苯醚(PPO)进行了溴代反应,采用凝胶相转化法制备溴代聚苯醚(BPPO)非对称膜.通过扫描电镜(SEM)观察膜表面及断面形貌,并以低浓度乙醇/水体系为研究对象,考察了添加剂含量、BPPO浓度、料液组成及料液温度对BPPO膜渗透汽化分离性能的影响.结果表明,该非对称膜较文献报道中的PPO膜,其分离因子有了明显的提高,在60℃添加剂浓度9.9％,BPPO浓度10％,进料液乙醇浓度5％时,膜的渗透通量236.4 g/(m2·h),其对乙醇的分离因子达到16.74.随着料液中乙醇浓度的增大,BPPO膜的分离因子减小,渗透通量增大；而随料液温度的升高,BPPO膜的分离因子及渗透通量均增大.     

PDMS-b-PPO非对称渗透汽化膜对乙醇/水的分离性能

以聚二甲基硅氧烷聚苯醚(PDMS-PPO)嵌段共聚物为膜材料,正丁醇为添加剂,氯仿为溶剂,采用凝胶溶胶法制备非对称渗透汽化膜,利用扫描电镜和能谱仪对膜进行形貌表征及元素分析.研究了铸膜液浓度、膜后侧压力、进料液流速对乙醇/水混合物渗透汽化分离性能的影响.结果表明,随着铸膜液中嵌段共聚物质量分数的增大,非对称膜的分离因子和渗透通量呈先上升后下降的趋势;随着膜后侧压力的增加,分离因子呈上升趋势,而渗透通量下降较快;随着料液流速的提高,分离因子先上升后下降,而渗透通量呈减小的趋势.以嵌段共聚物质量分数为11%制备的非对称膜,在进料液乙醇含量(质量分数)5%、温度60℃、膜后侧压力10kPa、料液流速0.267L/min时,膜的渗透通量为850.7g/(m2.h),分离因子为8.78.实验表明,PDMS-b-PPO非对称膜对乙醇具有优先选择性,并有较高的渗透通量.     

离子液体充填型支撑液膜分离乙醇／水混合物

使用离子液体"充填型"支撑液膜,进行乙醇/水混合物的蒸汽渗透膜分离实验,比较了原料浓度、操作温度对分离性能的影响.结果表明,离子液体支撑液膜的蒸汽渗透过程能够实现乙醇脱水,用于制备无水乙醇.经过140 h的实验测定,支撑液膜分离性能稳定.在50℃温度下,原料中含水摩尔分数0.024～0.24时,蒸汽渗透分离因子5.5～3.2,渗透通量55 g/(m2·h).离子液体支撑液膜的蒸汽渗透膜分离过程,有望用于醇类水溶液组成的恒沸体系脱水.     

渗透汽化法处理甲醛废水

采用硅橡胶(PDMS)/乙酸纤维素(CA)复合膜对甲醛废水溶液进行渗透汽化处理,通过改变料液温度、料液浓度等因素考察其对渗透通量及分离因子的影响.实验结果表明,一定温度范围内,该体系的渗透汽化过程存在一个最佳的分离因子;在研究处理质量分数为1%甲醛废液时,透过侧压力为13 kPa时,在50℃下可以达到最佳的分离效率,此时甲醛的渗透通量可达到110 g/(m2.h),分离因子为1.75,但随着透过侧压力的增高,渗透通量线性降低,分离因子降低;料液浓度越高,膜的渗透通量越大,但最佳分离因子几乎没有改变.通过Arhe-nius关系式,得出该复合膜的表观活化能为27.57 kJ/mol.与其它甲醛废水分离方法相比,渗透汽化法具有设备简单,操作方便,费用低廉等特点,为工业化的应用提供了新的技术尝试.     

PVA膜渗透汽化分离低浓度乙醇/水溶液的实验研究

将聚乙烯醇(PVA)复合膜用于乙醇/水溶液的渗透汽化过程,考察了料液浓度、操作温度、膜后真空度等操作条件对复合膜渗透通量和分离因子的影响。实验结果表明,复合膜的渗透通量随着操作温度和膜后真空度的升高而增加,分离因子随着料液浓度、操作温度和膜后真空度的升高而减小,在料液浓度低于70%时显优先透醇性,在料液浓度高于70%时显优先透水性。温度对PVA膜渗透通量的影响符合Arrhenius方程。由Arrhenius公式计算得到乙醇组分的渗透活化能Ep=42.88kJ/mol。     

硅橡胶膜用于乙酸/水渗透汽化分离的研究

以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为活性层制备了PDMS均质膜和分别以聚四氟乙烯(PTFE)、聚丙烯(PP)微滤膜为支撑层的PDMS/PTFE膜、PDMS/PP膜。通过扫描电镜(SEM)、视频接触角仪、热重分析(TGA)及溶胀测试等手段研究了膜的物化性能。通过渗透汽化实验考察了膜对乙酸/水体系的分离性能。结果表明,料液中乙酸质量分数提高,渗透通量和分离因子均随之提高;操作温度提高,渗透通量增加而分离因子减小;进料流速在14～38L/h范围变化,对分离因子影响较大,对渗透通量影响较小;支撑层对膜的分离性能有重要影响:30℃下,对于进料流速26L/h的10%(质量分数)乙酸水溶液,PDMS均质膜、PDMS/PTFE膜和PDMS/PP膜的分离因子、通量分别为2.51、2.74、2.15和35.29、42.09、40.84g/(m2·h)。以上结论,对于选择合适的渗透汽化膜支撑层材料和操作条件具有一定的指导意义。