石墨填充聚乙烯醇膜渗透蒸发分离苯和环己烷

采用液相共混法制备了石墨填充聚乙烯醇膜,采用FTIR,SEM,XRD等对石墨填充聚乙烯醇膜的物理和化学结构进行了分析表征,结果表明石墨与聚乙烯醇存在较强的氢键作用,石墨在聚乙烯醇中分散均匀,且具有一定的取向性.考察了石墨填充聚乙烯醇膜在苯和环己烷溶液中的溶胀和吸附行为.采用正电子湮没寿命谱仪表征了石墨聚乙烯醇膜的自由体积特性,计算得到石墨聚乙烯醇膜的表观自由体积分数,并且与渗透通量进行关联性对比.最后,研究了石墨含量和粒径对渗透蒸发分离性能的影响,结果表明,石墨的引入有利于苯的优先透过,石墨填充聚乙烯醇膜对苯和环己烷混合物具有良好的分离效果,苯的渗透通量和分离因子分别可达90.7 g•m^-2•h^-1和100.1.     

含聚乙烯基胺共混固定载体复合膜制备及其 CO2/CH4分离性能

通过溶液共混法制备了聚乙烯基胺（PVAm）/聚乙二醇（PEG）和PVAm/聚N-乙烯基-γ-氨基丁酸钠（PVSA）共混聚合物.分别以这两种共混聚合物为分离层,以聚醚砜超滤膜为支撑层制备了用于分离CO₂的固定载体复合膜.研究了共混组成对膜结构和性能的影响,结果表明共混可以改善固定载体膜的透过分离性能.PEG质量含量为10%的PVAm/PEG共混膜具有整体最优的透过分离性能,当温度为25℃、压力为125kPa时,纯CO₂渗透速率为4.34×10^-9cm³(STP)•cm^-2•s^-1•Pa^-1,CO₂/CH₄理想分离因子为63.5;对PVAm/PVSA共混膜,PVSA质量含量为33.3%的膜具有最高的CO₂/CH₄理想分离因子,而PVSA质量含量为50%的膜具有最高纯CO₂渗透速率.     

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%.     

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,...     

ZIF-L/PDMS混合基质膜蒸气渗透耦合发酵强化乙醇生产效率的研究

蒸气渗透（VP）膜分离不存在膜污染风险,在生物乙醇生产中具有广阔的应用前景。将聚二甲基硅氧烷（PDMS）膜和以二维沸石咪唑骨架（ZIF-L）为填充基质制备的PDMS（ZIF-L/PDMS）混合基质膜,分别用于VP膜分离与菊粉水解液发酵制乙醇过程的耦合,分析了二者在耦合过程中的分离性能和发酵性能。探究了不同膜分离方式、不同类型膜及操作条件对膜分离性能的影响。实验结果表明,当料液浓度为5%（质量）、蒸气循环流量为1.5 L·min^-1时,ZIF-L/PDMS混合基质膜的VP性能高于渗透汽化（PV）,归一化总通量达到1148.78 g·m^-2·h^-1,分离因子高达19.14,显著提升了乙醇分离性能。ZIF-L/PDMS混合基质膜用于VP耦合发酵,实现了耦合过程的高渗透性和乙醇选择性,与文献报道相比,乙醇移除效果最优,乙醇产率和时空产率分别达到0.421 g·g^-1、3.07 g·L^-1·h^-1,两个指标明显高于单独发酵,极大地提高了乙醇生产效率。因此,ZIF-L/PDMS混合基质膜在原位分离发酵乙醇方面具有很大的应用潜力。     

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.     

超声协同PDMS膜渗透汽化分离吡啶和水

对自制聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜渗透汽化分离低浓度吡啶-水体系的性能进行了研究.采用扫描电镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)对膜的形貌及化学组成进行了分析和表征,测定了PDMS膜在吡啶-水溶液中的溶胀行为.分别考察了膜厚度、操作温度、下游侧压强、进料浓度以及超声对PDMS膜渗透蒸发分离性能影响.结果表明,随着操作温...     

碳纳米管填充PDMS膜的渗透汽化性能

将碳纳米管（CNTs）填充到PDMS中制备出CNTs/PDMS杂化膜,并将其用于乙醇/水体系的分离,发现由多壁碳纳米管制备的膜分离性能优于单壁碳纳米管填充膜,在40℃下,进料乙醇浓度为5%（质量分数）时,膜的分离因子可由8.3提高到10.0,渗透通量为206.2 g·（m²·h）^-1;采用十二烷基三氯硅烷对多壁碳纳米管进行修饰,并对修饰前后碳纳米管的性能进行表征,研究表明修饰后碳纳米管表面形成疏水层,碳纳米管的疏水性增强;将修饰后的碳纳米管填充到PDMS中,可进一步提高杂化膜对乙醇的选择性,膜的分离因子可提高到11.3,渗透通量为130.9 g·（m²·h）^-1。     

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。     

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。     

界面聚合工艺条件对反渗透复合膜性能的影响

以聚砜超滤膜为支撑膜,间苯二胺(MPD)为水相功能单体,均苯三甲酰氯(TMC)为油相功能单体,通过界面聚合法制备了反渗透复合膜。研究了功能单体浓度、界面聚合反应时间、界面聚合成膜后热处理时间和温度等条件对复合膜分离性能的影响;并对在水相中添加相转移催化剂对复合膜分离性能的影响和相转移催化机理进行了初步探讨。首先在单因素实验条件下确定工艺条件的优化范围,然后经过正交实验得到最佳工艺条件,实验结果表明, 油相中TMC浓度为3 g•L^-1、水相中MPD浓度为20 g•L^-1、界面聚合反应时间为30 s、界面聚合成膜后热处理温度为90 ℃、后处理时间15 min时,所制备的反渗透复合膜表现出良好的分离性能,通量达14.91 L•m^-2•h^-1,截留率为0.951(测试条件: 压力1.6 MPa, 温度25 ℃, NaCl浓度20000 mg•L^-1);当水相中MPD浓度较低时,加入适量的相转移催化剂,能有效地改善膜的分离性能。     

PVAm/PAN复合膜的制备及其对CO2/CH4的分离性能

New polymeric membrane materials——polyvinyl amine (PVAm) with different primary amine contents were synthesized.By covering polyacrylonitrile(PAN) ultrafiltration membranes with PVAm, the PVAm/PAN composite membranes for CO₂/CH₄ separation were prepared. The composite membranes containing more primary amino groups have higher selectivity for CO₂/CH₄.The cross-linking of acid or glutaradehyde could improve the gas permselectivity of the composite membranes. With decreasing CO₂ content in the feed gas, the CO₂/CH₄ separation factor increased.When the feed gas was 25%(vol) CO₂ and 75%(vol) CH₄, the CO₂ permeation rate was 4.1×10^-9cm³(STP) •cm^-2•Pa^-1•s^-1, and the CO₂/CH₄ separation factor was 180.     

季铵盐烷基醚化阳离子聚乙烯醇制备及性能

引言 渗透汽化膜分离法可分离恒沸物、热不稳定体系、节能环保,日益被重视.渗透汽化过程的核心是分离膜,膜材料的选择、改性及制备是影响膜分离性能的重要因素.近年来,聚电解质复合物(polyelectrolyte complex,PEC)渗透汽化膜的研究有了较大进展.PEC是将聚阳离子和聚阴离子通过库仑力结合形成的[1].PEC膜具有良好的机械性能,对水及水溶性小分子表现出高透过性[1].本文以聚乙烯醇(PVA)、(3-氯-2-羟丙基)-3-甲基氯化铵为原料,制备了一种QAPVA新型聚阳离子电解质.将其与POAPVA聚阴离子电解质制备PEC膜,用于分离醇/水体系,取得了满意的分离效果.     

甲基丙烯酸二甲氨基乙酯-丙烯腈共聚物膜的制备及其气体渗透性能

采用水溶液沉淀法合成了甲基丙烯酸二甲氨基乙酯（DM）和丙烯腈（AN）的共聚物,用红外光谱、黏度法和X射线衍射分析了聚合物的结构.实验考察了反应条件对共聚物结构的影响.在此基础上,通过溶液浇注法制备了甲基丙烯酸二甲氨基乙酯（DM）和丙烯腈（AN）的共聚物膜,研究了聚合物膜的CO₂、CH₄渗透性能.结果表明,由于共聚物中含有能与CO₂进行可逆反应的叔胺基,共聚物膜表现出较好的CO₂渗透性和CO₂/CH₄选择性,如在25℃、压力为1140 Pa时,CO₂的渗透速率可达 3.53×10^-12 cm³(STP)•cm^-2•s^-1•Pa^-1 , CO₂/CH₄ 的理想分离因子达到104.5.利用膜吸附CO₂和CH₄后红外光谱的变化,分析了膜对CO₂的促进传递机理.     

硅橡胶复合膜用于含酚水溶液渗透萃取传质过程

以苯酚为模型污染物,以氢氧化钠溶液为萃取液,利用平板复合膜［聚二甲基硅氧烷（PDMS）/聚偏氟乙烯（PVDF）］构造渗透萃取体系,系统地研究了该体系渗透萃取含酚水溶液的传质过程与特性。探讨了料液与萃取液的浓度及流量、运行温度等操作条件及活性层厚度对渗透萃取传质性能的影响。结果表明,pH>13时,总传质系数K_ov不随萃取液流量及浓度变化而变化;苯酚的液膜传质系数kf与膜面流动Reynolds数Re^0.46呈正比,传质通量与温度符合Arrhenius方程。在苯酚初始浓度5.0～15.0 g•L^-1范围内,K_ov为定值。活性皮层厚度为4、6、8 μm的膜扩散传质系数分别为15.0×10^-7、9.9×10^-7及7.5×10^-7m•s^-1（323.2 K）,较均质膜提高了2～4倍。苯酚在复合膜中的传质仍属膜阻控制的传质。     

模板法制备有序中孔炭材料及其性能

以SBA-15为模板,蔗糖为炭源,在不同的炭化温度下合成了不同比表面积的中孔炭材料。利用红外光谱(IR), 小角X射线衍射(XRD), 透射电镜(TEM),N₂吸脱附及循环伏安测试等技术考察了不同炭化温度对中孔炭材料形貌、比表面积、孔体积及比电容的影响。结果表明：最佳炭化温度为700℃,TEM观测表明,700℃炭化所制备的样品孔结构呈二维六角有序分布,N₂吸脱附测试表明,该样品的孔体积为1.88 cm³•g^-1,比表面积为1394 m²•g^-1,具有典型的中孔结构和集中的中孔分布,它的最可几孔径为3.4 nm;采用循环伏安测试电极及电容器的电化学行为,结果显示,该样品单电极在6 mol•L^-1的KOH电解液中,扫描速度为1 mV•s^-1时,比电容可达212 F•g^-1,是一种理想的超级电容器电极材料。     

PDMS/陶瓷复合膜用于正丁醇-水体系的渗透汽化分离

Pervaporation has attracted considerable interest owing to its potential application in recovering biobutanol from biomass acetone-butanol-ethanol (ABE) fermentation broth. In this study, butanol was recovered from its aqueous solution using a polydimethylsiloxane (PDMS)/ceramic composite pervaporation membrane. The effects of operating temperature, feed concentration, feed flow rate and operating time on the membrane pervaporation per-formance were investigated. It was found that with the increase of temperature or butanol concentration in the feed, the total flux through the membrane increased while the separation factor decreased slightly. As the feed flow rate increased, the total flux increased gradually while the separation factor changed little. At 40 C and 1% (by mass) butanol in the feed, the total flux and separation factor of the membrane reached 457.4 g•m2•h1 and 26.1, respec-tively. The membrane with high flux is suitable for recovering butanol from ABE fermentation broth.     

皮胶原纤维固化单宁膜的制备及其对水溶液中铅和汞的吸附

重金属离子工业废水的处理是环境保护的重要课题．处理的方法有化学沉淀、离子交换与吸附、生化及膜分离等．对于低浓度重金属离子废水的处理,通常采用吸附法,活性炭和树脂是常用的两类吸附材料．近年来,工农业固体废弃物及天然生物质的吸附性能引起了研究者广泛的关注,废革屑、微生物、树皮等用于水体中金属离子的吸附已有许多报道．