乙烯基硅橡胶膜萃取含盐废水中正戊酸

通过溶胀性能、表面性能测定对比聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜管和聚甲基乙烯基硅氧烷(PVMS)膜管在萃取正戊酸前后的特性变化及其自身差异,结果发现,PVMS膜的接触角和溶胀度均高于PDMS膜。膜萃取正戊酸后,膜的化学结构发生了变化,PVMS膜更利于小分子物质通过。以PVMS膜为研究对象,考察了料液浓度、料液流速、萃取液种类对渗透萃取正戊酸过程的影响,讨论了乙烯基硅橡胶膜从含盐废水中分离低分子有机酸的机理,并优化其工艺条件。结果表明:随着料液浓度的提高,正戊酸的去除率和回收率先增加后减小,当料液中正戊酸质量分数为7%时,去除率最大可达为94%;当料液中正戊酸质量分数为2%时,回收率最大达到45.8%。相比于水作萃取液,碱性萃取液将传质提高近1倍,且碳酸钠作萃取液具有更好的适用性。流速在1~20 mL/min时,增大料液流速,正戊酸的去除率和回收率都增加,可在实际应用中适当增大流速来增强分离效果。     

壳聚糖-海藻酸钠/聚丙烯腈聚离子复合膜渗透汽化分离乙酸乙酯水溶液

制备了壳聚糖-海藻酸钠/聚丙烯腈（CS-SA/PAN）聚离子复合膜,将此膜用于渗透汽化分离乙酸乙酯水溶液.用红外光谱（FT-IR）表征CS、SA、CS/SA均质膜.研究CS-SA/PAN聚离子复合膜的溶胀性、料液浓度和SA质量分数、操作温度对乙酸乙酯水溶液脱水效果的影响.实验表明：CS/SA聚离子均质膜在乙酸乙酯水溶液中的溶胀度随溶液中水质量分数的增加而增大,随SA的质量分数增加而减小,40℃、SA质量分数为2.0%时,CS/SA聚离子均质膜在乙酸乙酯质量分数为97%的水溶液中溶胀度可达51%.随着SA质量分数的增加,CS-SA/PAN聚离子复合膜的渗透通量减小,分离因子增大,40℃、SA质量分数为2.0%时,分离乙酸乙酯质量分数为97%的水溶液,CS-SA/PAN聚离子复合膜渗透通量可达348g/（m^2.h）,分离因子为7245.随着料液中水含量的增加和料液温度的升高,膜渗透通量增大,分离系数减小,渗透通量与料液温度的关系能较好地吻合Arrhenius方程.     

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%.     

具有半互穿网络结构的PDMS/PVDF超滤膜处理水包油型废水研究

以聚二甲基硅氧烷（PDMS）和聚偏氟乙烯（PVDF）共混,正硅酸乙酯（TEOS）交联PDMS,采用浸没沉淀相转化法（NIPs）,制备出具有半互穿聚合物网络（semi-IPN）结构的PDMS/PVDF微孔膜,并用于水包油（O/W）型乳化废水的处理。研究了TEOS用量、料液压力、料液温度及料液浓度对膜分离性能的影响。结果表明,膜通量随着TEOS用量的增加,通量变小,油去除率增大;随着料液压力、料液温度以及料液浓度的增加,通量增加;膜通量最高可达31.93 L/m2·h;油去除率最高可达60.3 %。     

PTFE中空纤维膜萃取草酸工艺研究

以氢氧化钠溶液为萃取剂,采用PTFE中空纤维膜萃取草酸沉淀稀土废水中的草酸,考察了料液中草酸的初始浓度和HCl初始浓度、萃取液中Na OH初始浓度、料液与萃取液流量比对草酸萃取率(η)的影响,并进行了草酸沉淀稀土废水膜萃取实验验证。结果表明,料液中HCl初始浓度增大,η增大;料液中草酸浓度变化,对η影响较小;萃取相中Na OH浓度增大,η增大;最佳料液与萃取液流量比为2;在草酸沉淀稀土废水的草酸、HCl浓度范围内,采用0.8 mol/L Na OH溶液作萃取液,使用本PTFE中空纤维膜萃取草酸沉淀稀土废水,对草酸的萃取率在95%~96%之间,萃取速度较快,萃取平衡时间不超过45 min。     

PDMS复合膜回收酯化反应废水中的异丁醇

乙酸与异丁醇酯化反应生产乙酸异丁酯,产生大量含异丁醇的废水,常规生化处理负荷重,浪费资源。采用PDMS复合膜分离回收酯化废水中的异丁醇,考察了异丁醇浓度对PDMS复合膜溶胀度及分离性能的影响,优化渗透汽化过程操作参数,研究了乙酸异丁酯对PDMS复合膜回收异丁醇效果的影响。结果表明,随着异丁醇浓度从1%增大到3%(质量),PDMS复合膜溶胀度先增大后趋于平稳,异丁醇的渗透通量呈增大趋势,分离因子保持在15左右;操作温度从30℃升至60℃时,渗透通量增大,异丁醇的分离因子下降,总表观活化能为33.87 kJ/mol;流速增加,Reynolds数增大,异丁醇渗透通量变化不大,但分离因子略有增大;微量乙酸异丁酯的存在可促进渗透汽化膜回收异丁醇。采用PDMS复合膜分离酯化废水中的异丁醇,回收率大于94.0%,渗余液中异丁醇浓度可降至0.1%(质量)左右。研究结果可为PDMS复合膜处理低浓度有机溶剂废水提供依据。     

硬脂酸改性γ-Al_2O_3填充PEBAX膜渗透汽化分离苯胺

利用硬脂酸对纳米γ-Al_2O_3改性,分别制备了聚醚共聚酰胺(PEBAX)均质膜、填充膜、复合膜以及填充型复合膜四种分离膜,探讨了膜在苯胺/正庚烷体系中的溶胀性能和渗透汽化性能。利用FT-IR、XRD分别考察了改性前后γ-Al_2O_3颗粒官能团和晶体结构的变化情况,通过SEM观察膜的形貌结构。溶胀实验结果表明:随着料液中苯胺浓度和料液温度的升高,溶胀度均持续增大,在48 h时达到溶胀平衡,填充量为2%(wt)时填充膜的溶胀效果最好;渗透汽化实验结果表明:膜的渗透通量和分离因子均随料液中苯胺浓度和料液温度的升高而持续增大,填充型复合膜的综合性能最优,其填充量为2%(wt)时分离性能最佳,当苯胺浓度为5000μg×g~(-1)、温度为70℃时,膜的渗透总通量为5.64 kg×m~(-2)×h~(-1),分离因子为3.07。     

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。     

新型渗透蒸发膜聚甲基双苯基硅氧烷膜的制备和分离

采用2种不同配方制备出苯基含量不同的聚甲基双苯基硅氧烷(PMPhS)膜并用于分离苯-水体系。接触角测定结果表明2种膜比PDMS膜亲苯疏水性增强。以渗透通量和分离因子为评价指标,研究了原料液温度、流动状况、质量分数、膜下游侧压力对渗透蒸发分离性能的影响,结果表明,随着原料液温度、流速以及料液浓度的提高,通量和分离因子都增加,随着下游侧压力的升高,通量和分离因子均降低。     

疏水SiO_2填充PDMS膜分离水中乙酸正丁酯的性能

以聚偏氟乙烯(PVDF)为支撑层,选用疏水性纳米SiO_2粉体作为改性剂,制备出聚二甲基硅氧烷(PDMS)复合膜材料,并用于乙酸正丁酯/水溶液的渗透汽化分离。采用SEM、FTIR、XRD、拉伸实验、接触角及正电子湮没寿命谱测定等对膜材料物理化学性能进行了表征,考察了膜材料的溶胀行为及渗透汽化性能。结果表明,SiO_2在PDMS膜中分散均匀,且没有发生化学作用,并提高了膜材料的机械强度和疏水性。随着SiO_2添加量增加,膜在乙酸正丁酯溶液中的溶胀度先升后降,渗透通量呈下降趋势,而分离因子先增大后减小。当SiO_2添加量为4%(质量)时,随进料浓度的增加,渗透通量增大,分离因子先增大后减小;随着温度升高,渗透通量增大,分离因子减小;渗透通量和分离因子最大值分别为240 g·m~(-2)·h~(-1)和542。     

Recovery of isobutanol from esterified wastewater by PDMS composite membrane

The esterification reaction of acetic acid and isobutanol produces isobutyl acetate, which generates a large amount of wastewater containing isobutanol. The conventional biochemical treatment is heavy and wastes resources. The effects of isobutanol concentration on the swelling degree and separation performance of polydimethylsiloxane (PDMS) membrane, the operating parameters of the pervaporation process and the effect of isobutyl acetate on the recovery of isobutanol by PDMS membrane were studied. The results show that with the isobutanol concentration increases from 1%(mass) to 3%(mass), the swelling degree of the PDMS membrane increases first and then stabilizes, the flux of isobutanol increases, and the separation factor is about 15. When the operating temperature increases from 30℃ to 60℃, the flux increases, the separation factor of isobutanol decreases, and the total apparent activation energy is 33.87 kJ/mol. With increase of the flow rate, the isobutanol flux is stability while the separation factor increases slightly. The trace amounts of isobutyl acetate can promote the recovery of isobutanol by the membrane. The recovery rate of isobutanol by PDMS membrane is greater than 94.0%, and the concentration of isobutanol in the retentate can be reduced to 0.1%(mass). The research results can provide a basis for PDMS composite membrane to treat low-concentration organic solvent wastewater.     

硅橡胶复合膜用于新型白酒风味成分渗透汽化分离

用自制硅橡胶PDMS平板复合膜,分别在30、35、40℃和1325Pa膜下侧压力的条件下,渗透蒸发分离50°新型白酒中的风味物质。实验结果表明,PDMS复合膜对新型白酒风味物质具有良好的选择分离性能:5种酯类(乳酸乙酯除外)和乙缩醛的分离脱除率达100%,对高级醇也有良好的分离表现,乙醛的脱除率也超过87%。将分离后的酒液进行重组,得到较原酒品质更高的新酒,其感官评价大大好于原酒。膜在高浓度乙醇中能保持良好的稳定性,30、35和40℃时,对新型白酒的平均总渗透通量分别可达2297g/(m2·h)、2753g/(m2·h)和3539g/(m2·h),平均分离因子(均按乙醇-水体系计算)分别为5 22、5 22和5 32。     

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。     

膜技术处理碱法草浆黑液及综合利用技术

通过膜分离技术处理碱法草浆黑液并回收碱的试验,探索造纸黑液处理的新工艺,以求找到一种碱法草浆黑液治理的新方法,取代投资高、能耗大的燃烧法碱回收工艺。该试验结果表明:通过混凝沉淀、膜分离处理过程,黑液中CODCr和色度去除率可达96.8%和99.3%,碱回用率可达78.2%。     

聚偏氟乙烯/聚二甲基硅氧烷渗透气化膜在丁醇分离中的应用

通过相转化法制备PVDF多孔支撑膜,在其上涂覆致密的PDMS分离层制备得到PVDF/PDMS复合膜,用于丁醇的分离纯化。以丁醇水溶液为原料液,流速为1.6 L·min^-1,丁醇浓度为15 g·L^-1,温度为37℃时, PVDF/PDMS复合膜的总通量为158.2 g·m^-2·h^-1,分离因子为17.3。向丁醇水溶液中按丁醇：丙酮：乙醇比例为6：3：1添加丙酮和乙醇模拟发酵液,PVDF/PDMS复合膜的总通量升高到189.5 g·m^-2·h^-1,分离因子降低到14.8。进一步考察了以丙酮-丁醇-乙醇（ABE）发酵液为原料液的渗透气化膜分离性能,发酵液中不存在菌体时,PVDF/PDMS复合膜的总通量和分离因子分别为120.2 g·m^-2·h^-1和19.7,而菌体存在时,复合膜的总通量和分离因子分别为122.1 g·m^-2·h^-1和16.7。与PDMS均质膜相比,PVDF/PDMS复合膜在丁醇分离过程中的分离性能有了显著的提升, 具有潜在的应用价值。     

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。     

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.