水、乙醇、丁醇、丙酮在PDMS中扩散行为的研究

为了研究生物质发酵主要产物水、乙醇、丁醇、丙酮的扩散行为,从理论角度指导实践,提高产物分离效率.本实验通过制备聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)均质膜,用实验方法测定扩散系数,利用Accelrys公司的Material Studio软件对4种分子进行了分子动力学模拟并得出其扩散系数.最终得到4种分子的扩散系数实验测定值分别为1.120×10~(-5),2.405×10~(-6),3.607×10~(-6),5.77×10~(-7),计算值分别为2.257×10~(-5),2.562×10~(-6),3.672×10~(-6),1.238×10~(-6).其中乙醇和丙酮的实验值和计算值最为接近.针对水和丁醇计算值与实验值的差异,从样条在液体中形变方面进行解释;对乙醇、丁醇、丙酮分子的溶解选择性、扩散选择性以及理想选择性进行分析评价,获得阻碍3种分子分离的主要因素.针对阻碍3种分子分离的主要因素,给出相应的理论解决方法.