PDMS/PEI复合膜对FCC汽油的脱硫性能(Ⅳ)不同形态硫的影响

以PEI超滤膜为支撑层,PDMS为复合层,制备PDMS/PEl渗透汽化FCC汽油脱硫复合膜.由于实际汽油组成复杂,根据汽油中形态硫的分布情况,实验选择噻吩、2-甲基噻吩、2,5-二甲基噻吩、乙硫醚、丁硫醇5种典型的形态硫模拟实际汽油体系,考察不同形态硫对膜分离性能的影响.同时,考察了不同料液温度对渗透通量和富硫因子的影响.结合溶解度参数理论,研究了5种形态硫与膜的亲和力,亲和力的大小会影响不同形态硫在膜内的溶解和扩散速率.实验结果表明,在同一操作条件下,5种形态硫的渗透分通量和富硫因子大小顺序为:噻吩＞2-甲基噻吩＞2,5-二甲基噻吩＞正丁硫醇＞正丁硫醚;溶解度参数结果能够很好的解释膜对不同形态硫的选择性,所得结果为渗透汽化技术在汽油脱硫领域的应用提供数据支持.     

PDMS/PEI复合膜对FCC汽油的脱硫性能(Ⅴ)传质过程研究

为了得到渗透物小分子在聚合物膜内的溶解和扩散性质,进而研究膜分离机理并指导膜材料选择,本文选用反相气相色谱法研究溶剂与聚合物材料之间的相互作用.在80～100℃温度范围内,采用气相色谱法测定噻吩、2-甲基噻吩、2,5-二甲基噻吩、丁硫醚、丁硫醇五种典型的形态硫及正庚烷在硅橡胶中的无限稀释活度系数和扩散系数,对比膜分离性能的实验数据,分析了不同分子结构及其特点对于聚合物/溶剂体系溶解扩散性能的影响.结果表明,随着温度升高,有机硫的无限稀释活度系数和无限扩散系数都增大.在同一温度下,无限稀释活度系数顺序是:噻吩<2-甲基噻吩<2,5-二甲基噻吩<正庚烷<正丁硫醚<正丁硫醇,无限稀释扩散系数顺序为:噻吩>2-甲基噻吩>2,5-二甲基噻吩>正丁硫醇>正庚烷>正丁硫醚.该成果为膜法汽油脱硫深入研究和工业应用奠定了基础.     

PDMS/PEI复合膜对FCC汽油的脱硫性能(V)传质过程研究

为了得到渗透物小分子在聚合物膜内的溶解和扩散性质,进而研究膜分离机理并指导膜材料选择,本文选用反相气相色谱法研究溶剂与聚合物材料之间的相互作用.在80～100℃温度范围内,采用气相色谱法测定噻吩、2-甲基噻吩、2,5-二甲基噻吩、丁硫醚、丁硫醇五种典型的形态硫及正庚烷在硅橡胶中的无限稀释活度系数和扩散系数,对比膜分离性能的实验数据,分析了不同分子结构及其特点对于聚合物/溶剂体系溶解扩散性能的影响.结果表明,随着温度升高,有机硫的无限稀释活度系数和无限扩散系数都增大.在同一温度下,无限稀释活度系数顺序是:噻吩<2-甲基噻吩<2,5-二甲基噻吩<正庚烷<正丁硫醚<正丁硫醇,无限稀释扩散系数顺序为:噻吩>2-甲基噻吩>2,5-二甲基噻吩>正丁硫醇>正庚烷>正丁硫醚.该成果为膜法汽油脱硫深入研究和工业应用奠定了基础.     

PDMS/PEI复合膜对FCC汽油的脱硫性能(Ⅲ)放大实验研究

渗透汽化是一种新型高效的膜分离技术,尤其在汽油深度脱硫技术方面具有独特优势.以PEI超滤膜为支撑层,PDMS为复合层,制备PDMS/PEI渗透汽化FCC汽油脱硫复合膜.通过傅立叶红外光谱仪(FTIR-ATR)对其进行了结构分析,考察了交联前后官能团的变化.通过扫描电子显微镜(SEM)分析了复合膜表面和断面的形态.在以前的工作基础上,将制备的PDMS/PEI复合膜应用于放大实验,在不同的料液体系中考察膜的渗透汽化性能.结果表明,对于正庚烷/噻吩体系,在80℃下连续操作28 h,料液硫含量从200 ng/μL降到10 ng/μL,其平均通量为0.78 kg/(m2.h),平均富硫因子为7.6.对于汽油加噻吩体系,平均渗透通量为0.06 kg/(m2.h),平均富硫因子为4.8.该成果为膜法汽油脱硫深入研究和工业应用奠定了基础.     

HTBN/PAN复合膜分离正庚烷/乙硫醚/正丁硫醇混合物的渗透汽化研究

制备了一系列HTBN/PAN复合膜,用于渗透汽化脱除正庚烷/乙硫醚/正丁硫醇混合物体系中的乙硫醚和正丁硫醇,此复合膜优先脱除乙硫醚和正丁硫醇.通过扫描电子显微镜(SEM)对复合膜的表面和断面进行表征.考察了复合膜在正庚烷和正庚烷/乙硫醚/正丁硫醇混合物体系中的溶胀性以及复合膜在长时间操作下的稳定性,研究了膜液浓度对膜结构和膜分离性能的影响以及操作温度对膜分离性能的影响.结果表明:交联的HTBN在PAN多孔膜表面形成均匀致密的分离层;膜在正庚烷及正庚烷/乙硫醚/正丁硫醇混合物体系中的溶胀度均小于5%;操作温度对于膜的富硫因子影响不大,而渗透通量则随着温度的升高而增大;对于正庚烷/乙硫醚/正丁硫醇混合物分离体系(含硫量为160μg/g),在80℃,50 h长时间操作下,HTBN/PAN复合膜的渗透通量为0.23 kg/(m2.h),富硫因子为2.85.     

PDMS有机硅膜的制备及其渗透汽化脱硫的研究

以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为原料,正庚烷为溶剂,正硅酸乙酯为交联剂,二月桂酸二丁基锡为催化剂,聚丙烯腈为基膜,制得聚二甲基硅氧烷／聚丙烯腈复合膜．采用红外谱图和扫描电镜对膜的物理及化学结构进行了分析和表征．所得膜用于辛烷中噻吩的脱除,研究了硫化温度、料液温度等因素对膜性能的影响．结果表明:在同一料液温度下,硫化温度越高,交联硫化越完全,膜对辛烷中噻吩的选择性越高,渗透通量下降;在相同硫化温度下,料液温度升高,渗透通量增加,膜对噻吩的选择性下降．对硫化温度50℃的膜,在料液温度为30℃时,膜的渗透通量370 g／(m2·h),膜对噻吩的选择系数为5．212．     

PDMS/PEI复合膜对FCC汽油的脱硫性能(Ⅲ)Ag_2O载体促进传递

以聚醚酰亚胺(PEI)超滤膜为支撑层,聚二甲基硅氧烷(PDMS)为复合层,制备PDMS/1)EI渗透汽化催化裂化(FCC)汽油脱硫复合膜.实验选择Ag2O作为促进添加剂,利用可逆化学作用强化物质在膜内的传递过程,使膜分离兼具高通量和高选择性的特点,突破Robeson上限的限制,解决通量和选择性两者的矛盾.通过傅立叶红外光谱仪(FTIR-ATR)对PDMS/PEI复合膜表面进行结构分析,对比Ag2O填充前后官能团的变化.通过扫描电子显微镜(SEM)分析复合膜表面的形态.考察了添加剂的填充比例及料液温度等对渗透汽化脱硫性能的影响,讨论了固定载体促进传递的机理.     

PDMS/PVDF复合膜渗透汽化分离乙酸/水体系的性能研究

制备了聚二甲基硅氧烷/聚偏氟乙烯(PDMS/PVDF)渗透汽化复合膜,用于分离乙酸/水体系。研究了料液中乙酸浓度、料液温度、料液流速对复合膜分离性能的影响,比较了不同孔径PVDF支撑层的PDMS/PVDF复合膜的分离性能。结果表明:料液浓度增大、温度升高、流速加快有利于复合膜的传质,使渗透通量增加,但分离因子却表现出不同的变化趋势。渗透通量的大小按复合膜支撑层孔径的排列顺序为0.2μm0.45μm0.1μm1.0μm2.0μm,分离因子则为0.1μm2.0μm0.2μm0.45μm1.0μm,说明支撑层的结构对复合膜的分离性能具有重要的影响。     

聚酯(PET)硅橡胶复合膜制备与渗透汽化分离性能的研究

讨论了以聚酯(PET)为支撑层,以聚二甲基硅氧烷(PDMS107)为皮层的硅橡胶复合膜的制备工艺,并以乙醇水物系为料液,分析了硅橡胶、交联剂正硅酸乙酯(TAOS)、催化剂(二月桂酸二丁基锡)对分离系数及渗透通量的影响,并考察了膜下侧渗透压、料液浓度对膜分离性能的影响.     

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.     

高通量ZSM-5填充硅橡胶复合膜渗透汽化性能研究

以硅铝比为360的ZSM-5型沸石对聚二甲基硅氧烷(PDMS)进行填充,以聚偏氟乙烯(PVSF)为支撑层,制备了ZSM-5填充PDMS/PVDF复合膜,用于渗透汽化乙醇/水混合物的分离.研究了沸石填充量、操作温度、进料液浓度对乙醇/水的渗透汽化分离性能的影响,发现该复合膜较文献报道中的沸石填充膜,其渗透通量有了明显的提高,在50℃沸石填充量为40%时,对乙醇的分离因子为11.7,其渗透通量达到749.8 g/(m2·h).随着操作温度的升高或料液中乙醇浓度升高,渗透通量增大,分离因子下降.     

Desorption and pervaporation properties of zeolite-filled Poly(dimethylsiloxane) membranes

The role played by zeolite fillers in PDMS membranes was studied by desorption and pervaporation. The data on the desorption of different solvents from the membranes made of poly(dimethylsiloxane) (PDMS) filled with silica and different zeolites show that the solvent molecules are extracted in two stages. The first stage, which occurs at a low temperature (ca.50 °C), would correspond to the extraction of the solvent molecules in the ’bulk-like state’ in PDMS, while the last stage, at high temperature, would correspond to the extraction of the solvent molecules in the ’bound state’. There is a clear contribution of the zeolites to the membrane performances in pervaporation, even at a low zeolite content in PDMS (ca. 20 wt. %). The hydrophobic zeolites enhance significantly the organic flux, leading to an improvement of both the flux and the selectivity of PDMS. The ZSM-5 zeolite imparts to PDMS a higher selectivity but lower flux compared with SY-2 zeolite. The silica filler exhibits a crosslinking effect on PDMS, i.e. a slightly higher selectivity and lower flux than the pure PDMS membrane. Received: 11 June 2001 / Accepted: 11 June 2001     

聚氨酯膜分离丙酮／正丁醇溶液的渗透汽化性能研究

本文研究聚氨酯（PU）膜分离丙酮／正丁醇体系的渗透汽化性能。通过溶胀实验发现,PU膜表现出良好的优先透丙酮性能。随后进一步研究实验条件变化对聚氨酯膜的渗透汽化性能的影响。通过考察料液中丙酮浓度,操作温度对PU膜渗透汽化性能的影响发现：随着温度的升高,渗透通量变大,而分离因子下降。渗透通量随温度的增加是由于温度的增加使膜材料分子链段的运动加剧,自由体积增加,渗透物动能随之增加,液体在膜中溶胀度扣分子在膜中的扩散速度都相应升高,渗透通量就增大了;而分离因子的下降也可以通过Arrhenius公式中丙酮扣正丁醇的活化能大小很好地解释。随着料液中丙酮浓度的增加,渗透通量也随之增加,当丙酮含量达到20wt％时,渗透通量达到最大值750g／m^2h;反之分离因子却随浓度的增加而减小,当浓度从6wt％到20wt％,分离因子从10下降到3.8。     

优先透醇膜渗透汽化分离过程影响因素的研究

本文针对低浓度乙醇－水混合体系的分离，对渗透汽化过程中的优先透醇膜进行了研制，制出了以聚砚为基膜，表面涂层为填充分子筛硅橡胶的复合膜。在此基础上，进行了渗透汽化膜分离实验，并探讨了操作因素如温度，液体流速，进浓度以及膜下游侧压力变化对该分离过程的影响。     

Removal of water from aroma aqueous mixtures using pervaporation processes

In the field of food technology the main applications of pervaporation through hydrophilic membranes are the removal or extraction of water from aroma azeotropic aqueous mixtures. In this study, experiments for removal of water containing aroma compounds of ethanol, propanol, butanol, hexanol, ethyl acetate and acetic acid were performed through a composite, plate and frame type hydrophilic PVA (poly vinyl alcohol) membrane in a 0.5 m² plane module at constant feed temperature and permeate Vacuum pressure. The analysis is presented in terms of variations in permeation flux and separation factor. The results show the decrease in separation factor as well as permeation flux with the increase of alcohol in feed. Hexanol does not permeate through PVA membrane. Activity coefficient of water is higher than that of organic. Pervaporation selectivity differ from Liquid-vapor thermodynamic equilibrium.     

VTES交联PDMS渗透汽化膜分离水中乙醇性能的研究

以乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)为交联剂对端羟基聚二甲基硅氧烷(H-PDMS)进行交联制备了疏水性更强的渗透汽化膜.通过考察交联温度、交联剂用量及料液温度等对该PDMS膜渗透汽化性能的影响发现:对乙醇浓度为6%的体系,交联温度为80℃,质量比m(H-PDMS)∶m(VTES)∶m(DBTDL)(二丁基二月桂酸锡)=1∶0.2∶0.02,原料液温度为40℃时,分离因子和渗透通量分别达到15.5和421.67 g/(m2.h),表明该VTES交联的PDMS膜具有良好的优先透醇性.     

渗透汽化膜分离酯化反应的研究

以乙酸和正丁醇的酯化的为探针反应，以多元酸交联的ＰＶＡ／ＰＳＡ复合膜为分离膜，对渗透汽化膜分离酯化反应进行了研究，考察了该复合膜的分离性能及其对酯化反应转化率的影响，结果表明，本文研制的复合膜能选择性将反应中生成的水连续除水，从而使反应转化率显著率提高，另外，用ＳＥＭ的方法对研制的复合膜的结构进行了观察。     

Enhanced pervaporative desulfurization by polydimethylsiloxane membranes embedded with silver/silica core-shell microspheres

Pervaporative desulfurization based on membrane technology provides a promising alternative for removal of sulfur substances (as represented by thiophene) in fluid catalytic cracking (FCC) gasoline. The present study focused on the performance enhancement of polydimethylsiloxane (PDMS) membrane by incorporation of core-shell structured silver/silica microspheres. A silane coupling agent, N-[3-(trimethoxysily)propyl]-ethylenediamine (TSD), was used to chelate the Ag(+) via its amino groups and attach the silver seeds onto the silica surface via condensation of its methoxyl groups. The resultant microspheres were characterized by Zeta-positron annihilation lifetime spectroscopy (ZetaPALS), inductively coupled plasmaoptical emission spectrophotometer (ICP), transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The Ag(+)/SiO(2)-PDMS composite membranes were prepared by blending PDMS with the as-synthesized silver/silica microspheres. PALS analysis was used to correlate the apparent fractional free volume with permeation flux. The sorption selectivity towards thiophene was enhanced after incorporation of silver/silica microspheres due to the π-complexation between the silver on the microsphere surface and the thiophene molecules. The pervaporative desulfurization performance of the composite membrane was investigated using thiophene/n-octane mixture as a model gasoline. The composite membrane exhibited an optimum desulfurization performance with a permeation flux of 7.76 kg/(m(2)h) and an enrichment factor of 4.3 at the doping content of 5%.     

碳黑填充PDMS渗透蒸发优先脱醇膜的制备研究

通过碳黑填充有机硅膜的方法,制备了一种新型聚二甲基硅氧烷(PDMS)优先脱醇渗透蒸发分离膜,考察了铸膜液制备、溶剂、碳黑粒径及处理方法和进料温度与膜的渗透蒸发性能之间的关系.结果表明,采用超声分散碳黑和正癸烷溶剂可以制得性能良好的膜.利用热处理过的N110碳黑填充PDMS膜,可以在保持分离因子不变的前提下,使总渗透通量提高到空白膜的两倍以上.碳黑填充PDMS膜总通量随进料温度升高而增加,选择性基本保持不变.