有机硅渗透汽化膜分离过程研究

有机硅膜具有对醇－水混合物良好分离性能,以啤酒酵母发酵制取酒精,采用有机硅膜分离提纯酒精。重点讨论了渗透汽化膜循环发酵器工艺条件对分离过程的影响。     

渗透汽化在醇/水分离中的应用

一种新型的膜分离技术即渗透汽化技术逐渐在食品工业中得到应用.该文简要介绍了渗透汽化原理和渗透汽化分离膜,着重论述了渗透汽化技术在食品工业中醇/水分离方面的应用研究.     

优先透水渗透汽化膜的研究

本文将聚乙烯醇和壳聚糖混合物涂到聚丙烯腈中空纤维内表面制备用于渗透汽化过程的中空纤维复合膜，研究不同的聚乙烯醇和壳聚糖共混组成对膜分离性能的影响，通过适当交联，使膜性能稳定，用于渗透汽化过程分离乙醇－水混合液时，进料乙醇浓度０．９５，温度４８℃，膜分离因子１００～２００，渗透通量４０～７０ｇ／ｍ＾２．ｈ。     

Silicalite-1分子筛膜用于渗透汽化分离

渗透汽化分离是新型的膜分离技术，它具有低能耗、低设备投资及容易工业放大等优点。以往在渗透汽化分离中多使用有机膜，但在分离中有机膜难免有溶涨的缺点。无机膜在此方面有着有机膜无可比拟的优势。另外，在渗透汽化分离中很少对提取有机物进行研究。利用Silicalitc-1分子筛膜可以从有机物／水混合物中提取有机物。     

高分子致密膜内渗透现象的同一性研究

在渗透汽化（PV）和蒸汽渗透（VP）膜分离过程,利用高分子膜材料对原料中不同组分的溶解度与扩散系数不同实现混合物分离.由于两种过程原料状态分别呈现液态和蒸汽形式,长期以来作为两种膜分离过程展开研究,其传质推动力都是组分在膜中的化学位梯度.为了从热力学和传质角度研究PV和VP膜分离过程,本文设计了特殊的渗透池,可以在同一渗透池中同时进行渗透汽化和蒸汽渗透膜分离过程,保持气液界面为热力学平衡状态.使用PVA/PAN复合膜进行水/乙醇混合物以及水/异丙醇混合物的PV和VP渗透实验,对两个过程中渗透通量随浓度变化情况进行了分析和比较.实验结果和理论分析表明：溶液的PV过程和与之呈相平衡的蒸汽相的VP过程在一定温度范围内,当原料中水含量较低的情况下具有相同的渗透通量,其传质遵从溶解扩散机理;当原料溶液中水含量较高时,PV过程中膜溶胀现象较为严重,渗透通量存在一定差别.     

壳聚糖／聚丙烯酸钠聚离子复合膜的醇－水渗透汽化分离性能

研究了壳聚糖－醋酸溶液与聚丙烯酸钠溶液形成的复合膜用于水－乙醇混合物的渗透汽化分离，在膜组成Ｃ＝０．８０时，分离系数出现最大值，对异丙醇－水体系的分离系数为∞。溶解－扩散过程对渗透汽化过程起着重大作用。由－ＮＨ＋３…ＯＯＣ－交联的聚离子复合膜对醇－水体系具有稳定的分离性能。     

壳聚糖／聚丙烯酸钠聚离子复合膜的醇—水渗透汽化分离性能

研究了壳聚糖－醋酸溶液与聚丙烯酸钠溶液形成的复合膜用于水－乙醇混合物的渗透汽化分离，在膜组成Ｃ＝０．８０时，分离系数出现最大值，对异丙醇－－水体系的分离系数为∞。溶解－扩散过程渗透汽化过程起着重大作用。由－ＮＨ３ＯＯＣ－交联的聚离子复合膜对醇０－水体系具有稳定的分离性能。     

PDMS渗透汽化膜分离水中有机物的研究进展

渗透汽化(PV)膜分离技术是一种新型膜分离技术,适用于分离恒沸点混合物、近沸点溶液、热敏感性混合物、有机-有机混合物以及水溶液中少量有机物。PV分离水溶液中有机物的工业应用还处于初步阶段,文中从硅橡胶渗透汽化优先透有机物膜的制备条件、工艺应用参数及膜寿命等方面进行综述。膜生产放大和膜寿命是影响该技术推广的重要因素,可以从膜制备和应用工艺方面进行改进。     

用膜渗透蒸发过程分离乙醇-水混合物的研究

本文报导了用膜渗透蒸发过程进行乙醇-水混合物分离的实验结果。对用CA,CTA,PSf等透水膜分离稀醇水溶液,用PDMS,PVA等透醇膜分离醇-水恒沸物的可行性和经济性进行了初步分析。用基本溶解扩散模型和修正的溶解扩散模型对分离过程的机理作了初步的探讨。     

优先透过有机物渗透汽化膜研究进展

近年来膜分离技术被广泛应用于有机物的分离回收。渗透汽化能有效地分离共沸混合物、近沸混合物、异构体和热敏性化合物等有机物。渗透汽化以成本低、条件温和、设备简单、无污染等优点在有机物分离回收领域有着巨大优势，可广泛的应用于工业生产。该文以优先透过有机物为主旨，首先分析了材料对膜结构和特点的影响。其次综述了制备方法和改性方法对膜性能的影响。重点讨论了膜在有机混合物分离回收领域的应用。最后，对目前渗透汽化技术所存在的问题做出了总结，对未来的研究方向和研究思路进行了展望。未来优先透过有机物渗透汽化膜的研究应借助新的计算工具，侧重于材料选择、制备方法和改性方法的改进，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，使优先透过有机物渗透汽化膜具有更加广阔的应用前景。     

ZSM-5沸石膜用于生物油的脱水分离及其再生过程研究

在水热条件下通过无模板剂法合成了连续的ZSM-5沸石膜,并将其用于生物油的渗透汽化以进行高效脱水分离。ZSM-5沸石膜在强酸性、多组分的生物油体系中保持了很好的化学稳定性和优异的分离选择性,但在分离过程中面临着较强的膜污染问题,导致了膜通量的大幅下降。ZSM-5沸石膜的再生研究表明,膜的渗透通量随着再生温度的升高而逐渐提高。当再生温度为220℃时,ZSM-5沸石膜的渗透通量可以恢复至初始的88%。再生的机理研究表明,ZSM-5沸石膜中大量的晶内孔在生物油体系中极易被污染,从而导致渗透通量迅速下降;而相对较大的晶间孔却难以被完全堵塞,水分子在被污染的ZSM-5沸石膜中主要通过晶间孔进行渗透。上述结果表明,通过合理调控ZSM-5沸石膜的晶间孔的数量和尺寸大小可有效提升ZSM-5沸石膜在生物油中的渗透汽化脱水分离性能。     

渗透汽化法制备无水乙醇的工艺过程

渗透汽化法乙醇脱水工艺表明,随着温度的升高,分离因子增大,渗透通量增加;随着进料含水率的增加,分离因子减小,渗透通量增加;随着操作流量增加,分离因子和渗透通量均增大。95%的乙醇在85℃,320L/h,膜面积0.2m2,连续循环渗透汽化脱水9h,可以提高到浓度为99.8%的无水乙醇。     

改性复膜对微水异丙醇的渗透汽化脱水

介绍了用缩甲醛改性的PVA/PAN复合膜的制备方法,并用于质量分数低于5%的微水异丙醇体系的渗透汽化(PV)深度脱水研究,考察了操作温度、料液浓度与操作压力等因素对分离性能的影响。渗透通量J与分离系数α均随温度的升高而增大,而随料液异丙醇浓度的升高J减小而α增大,在72℃、1.6 kPa膜后压力下,该膜对含异丙醇质量分数为98%的体系,仍有α=316,J=262 g/(m.h)的分离效能,显示了较好的工业应用前景。     

Dehydration of acetic acid/water mixtures by pervaporation with a modified poly(4-methyl-1-pentene) membrane

The dehydration of acetic acid/water mixtures by pervaporation with a EVA/TPX membrane has been studied. The membrane exhibited water selectivity during all process runs. Investigations were focused on the effects of heat treatment temperature on membrane formation, membrane thickness, feed solution concentration, EVA content, and feed solution temperature. Compared with pure TPX membrane, the EVA/TPX blend membrane effectively improved the pervaporation performances. The permeation rate decreases with increasing heat treatment temperature during the membrane formation. Optimum pervaporation results were obtained by EVA/TPX membrane with 12.5 wt % EVA content, giving a separation factor of 606 and permeation rate of 215 g/m²h.     

Fabrication of graphene oxide composite membranes and their application for pervaporation dehydration of butanol

As a new kind of 2D nanomaterials, graphene oxide (GO) with 2–4 layers was fabricated via a modified Hummers method and used for the preparation of pervaporation (PV) membranes. Such GO membranes were prepared via a facile vacuum-assisted method on anodic aluminium oxide disks and applied for the dehydration of butanol. To obtain GO membranes with high performance, effects of pre-treatments, including high-speed centrifugal treat-ment of GO dispersion and thermal treatment of GO membranes, were investigated. In addition, effects of oper-ation conditions on the performance of GO membranes in the PV process and the stability of GO membranes were also studied. It is of benefit to improve the selectivity of GO membrane by pre-treatment that centrifuges the GO dispersion with 10000 r·min?1 for 40 min, which could purify the GO dispersion by removing the large size GO sheets. As prepared GO membrane showed high separation performance for the butanol/water system. The separation factor was 230, and the permeability was as high as 3.1 kg·m?2·h?1 when the PV temperature was 50 °C and the water content in feed was 10%(by mass). Meanwhile, the membrane still showed good stabil-ity for the dehydration of butanol after running for 1800 min in the PV process. GO membranes are suitable candidates for butanol dehydration via PV process.     

含甲基纤维素的NaA沸石膜的制备和表征

NaA沸石膜具有规则的孔道结构,利于分子传输,在有机物脱水领域有一定的应用。为使沸石膜生长更连续均匀,提高渗透汽化性能,本文以甲基纤维素作为空间限制剂加入合成液,探究碱度、晶化温度以及晶化时间对膜的影响,按最优条件制备合成液,并依据质量比m(MC)∶m(H₂O)=1∶100添加甲基纤维素,制备NaA沸石膜。表征方法采用XRD、SEM和渗透汽化3种方式,结果表明添加甲基纤维素的沸石膜表面结构完整,生长致密且性能优良,在75℃下对0.6mol/L的NaCl水溶液做渗透汽化测试时,通量达8.33kg/(m²·h),盐离子截留率为99.95%。在0.6mol/L的NaCl的水溶液中测试72h,结果表明添加甲基纤维素的NaA沸石膜时间依存性更好,通量保持在8.30kg/(m²·h)左右,离子截留率稳定在99.90%。渗透汽化分离ω(C₂H₆O)=90%乙醇的水溶液,随着温度从60℃升高到75℃,沸石膜的通量由1.55kg/(m²·h)升高到2.56kg/(m²·h),渗透侧水含量保持在99.90%左右。     

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。     

乙醇/水及乙酸/水体系的渗透汽化分离

以乙醇/水及乙酸/水体系为研究对象,研究了渗透汽化过程中料液浓度、温度因素对分离效果的影响;结合乙醇、乙酸对聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜的溶胀特性差别,分析并讨论了两者在渗透汽化过程中可能的分离机理. 研究表明,PDMS膜能够优先透醇,但乙酸分子的缔合物以及羧基与疏水PDMS膜高分子链的强相互作用降低了其在膜中的扩散速率,使低温时乙酸/水体系优先透水,只有当温度在60℃以上时才表现出优先透酸,且分离效果较差.     

两步变温水热合成制备纯硅分子筛膜及其渗透性能

采用两步变温水热法在多孔不锈钢载体管上合成了Silicalite-1沸石膜,对合成的Silicalite-1膜进行了X射线衍射和扫描电镜及单成分气体渗透表征,并将其应用于渗透脱除水中乙醇,考察了晶化温度、合成液组成及合成次数对渗透性能的影响. 结果表明,用两步变温合成法可得到高性能的纯硅沸石膜,水/硅(摩尔比)为80且第二步晶化温度为165℃的条件下,只需经一次合成,可获得对乙醇水溶液具有高分离性能的膜,在60℃、乙醇浓度为4.8%(w)时,膜的通量为1.25 kg/(m2×h),分离系数为36.2,但经再次合成后,通量和分离系数均劣化. 水/硅(摩尔比)为225且第二步晶化温度为150℃条件下,经过再次合成,通量和分离系数均得到大大提高,在60℃和乙醇浓度为4.52%(w)时,通量和分离系数分别高达2.8 kg/(m2×h)和34.3,在如此高的分离系数下该通量达到了国内外报道的最高值.     

合成次数及硅铝比调控SAPO-34分子筛膜的乙醇脱水性能

SAPO-34分子筛膜因其独特的孔道结构和优异的稳定性被广大学者所青睐,目前的研究大多集中在催化、吸附和气体分离等方面,而关于其在液体分离中的研究鲜少报道。本文在Al₂O₃中空纤维支撑体表面分别一次和二次合成制备了SAPO-34分子筛膜,考察了四种不同硅铝比对SAPO-34分子筛膜结构形貌和性能的影响,并用于乙醇溶液的渗透汽化脱水,考察了操作温度、原料液中乙醇浓度以及分子筛合成次数对分离效果的影响。研究结果表明,硅铝比为0.5的二次合成的SAPO-34分子筛膜具有连续而致密的分离层和良好的渗透汽化分离性能,60℃下对乙醇（90%）-水（10%）的分离因子可以达到1170,渗透通量为0.9 kg/(m²·h)。