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348 g/(m2·h),分离因子为7 245.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.     

管式聚二甲基硅氧烷/陶瓷复合内膜的制备及其渗透汽化应用

采用浸渍-提拉法在多孔管式陶瓷支撑体内表面制备完整无缺陷的聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜层。采用扫描电子显微镜(SEM)、渗透汽化(PV)性能测试等手段,研究支撑体孔径和涂膜时间对管式PDMS/陶瓷复合内膜的形貌和分离性能的影响。同时,考察丁醇-水体系中料液温度、料液中丁醇含量对管式PDMS/陶瓷复合内膜渗透汽化性能的影响,并对膜的渗透汽化长期稳定性进行了研究,将复合内膜的渗透汽化性能与复合外膜进行了比较。结果表明:复合膜均匀完整,有良好的过渡层。支撑体孔径较大的复合膜,其渗透通量更高。随涂膜时间的延长,膜厚依次增加,渗透通量下降,分离因子升高;随料液中丁醇含量增加,通量逐渐上升,分离因子先升高后下降;随操作温度的升高,通量和分离因子都有所增加。在料液温度为40℃、丁醇质量分数为1.5%的条件下连续运行180h,膜渗透总通量高达1 050 g/(m~2·h),选择性可达30。     

PDMS复合膜水中脱除乙醇渗透汽化传质过程分析

对聚二甲基硅氧烷（PDMS）/聚砜（PS）复合膜从低浓度乙醇水溶液中脱除乙醇的渗透汽化过程进行了研究。考察了操作温度、料液浓度及流速对渗透通量的影响,并对其传质过程进行分析。结果表明,乙醇渗透通量随料液温度、浓度及流速的增加而增大;利用Wilson图解法确定膜阻,并计算液相传质系数,进而获得传质准数关联式;在此传质过程中,液膜阻力占总阻力50%以上,表明液膜阻力对该渗透汽化过程有较大影响。     

渗透汽化法分离水溶液中低质量分数的乙酸乙酯

为了降低乙酸乙酯工业生产的能耗,提高产品收率,进行渗透汽化法分离水溶液中低质量分数乙酸乙酯的研究.采用实验室自制的聚二甲基硅氧烷(PDMS)/陶瓷复合膜,考察乙酸乙酯的质量分数和原料液温度对渗透汽化性能的影响.研究发现,当原料液中乙酸乙酯的质量分数为7%、温度为50℃时,膜的渗透通量和分离因子分别达到8.7 kg/(m2·h)和38.1.在分离因子相当的前提下,聚二甲基硅氧影陶瓷复合膜的渗透通量与其他报道的膜材料相比具有明显的优势.     

改性PDMS/PVDF复合膜对丙烷/氮气分离性能研究

以相转化法制备的聚偏氟乙烯(PVDF)多孔膜为底膜,聚二甲基硅氧烷(PDMS)为分离层膜材料,涂覆法制备了PDMS/PVDF平板复合膜.将PVDF底膜进行等离子体接枝处理,提高PVDF底膜与PDMS选择层的结合力.研究了体系温度,压力,原料气的组成等因素对复合膜分离性能的影响.随着体系温度升高,丙烷(C3H8)的渗透通量减小,而氮气(N2)的渗透通量增大.随着体系的压力增大,C3H8的渗透通量增加,N2的渗透通量几乎不变,分离因子增大.原料气中C3H8的含量增加,渗透通量增大,分离因子也增加.在温度为25℃,压力为0.3MPa,混合气中C3H8含量为10mol%时,制备复合膜的渗透通量为1.625×10-2(c.cm-2.s),分离因子为21.56.     

分子印迹中空纤维复合膜对异丙醇/水体系的渗透汽化

以聚砜(PSF)中空纤维超滤为基膜,二苯甲酰-L-酒石酸(L-DBTA)为模板分子,甲基丙烯酸甲酯(MMA)为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)为交联剂,采用表面热聚合方法制备了L-DBTA印迹中空纤维复合膜。该复合膜对异丙醇/水体系具有很好的分离效果,对于w=0.20和0.50的异丙醇/水体系,经过一次浸膜制得的L-DBTA分子印迹复合膜的分离因子分别为2 400和5 690,通量分别为1 440 g/(m2.h)和551 g/(m2.h);对于w=0.95的异丙醇/水体系,浸膜液浓缩一倍,经过两次浸膜制得的L-DBTA分子印迹复合膜分离因子可达82 100,渗透通量可达739 g/(m2.h);对于异丙醇/水体系,通过实验,获得了L-DBTA分子印迹复合膜与一般渗透汽化膜相反的分离规律:料液温度升高,L-DBTA分子印迹复合膜的渗透通量下降;随着料液浓度的升高,分离因子出现最大值时的温度逐渐升高。     

n-SiO_2填充PEBAX/PAN复合膜渗透汽化分离吡咯

以气相纳米二氧化硅(n-SiO_2)为填充物,制备了均质膜、填充膜、复合膜、填充型复合膜四种分离膜。通过溶胀实验考察填充膜的吸附性能,渗透汽化实验考察填充型复合膜对吡咯/正庚烷二元混合体系的分离性能,采用FT-IR和XRD、SEM对膜进行表征。四种分离膜中,填充型复合膜的分离性能最佳。当填充量为1 wt%时,膜的综合分离性能最佳,料液温度为30℃,料液浓度为5 000μg/g时,总渗透通量为3.47 kg/(m~2·h),分离因子最大为14.56,渗透汽化综合性能得到很大的提高。这项工作可以为渗透汽化分离汽油中氮化物提供有益的参考。     

T-NaX分子筛复合膜的制备及其渗透汽化性能

本文利用NaX型分子筛对T型分子筛膜进行修饰,制备出T-NaX分子筛复合膜,借助XRD、SEM及渗透汽化实验研究了合成时间、合成温度及NaX型分子筛合成液陈化时间对复合膜渗透汽化性能的影响。结果表明,在NaX型分子筛合成液陈化时间为18 h、合成温度为105℃、合成时间为28 h的条件下,可制得组织连续致密、渗透侧水含量高达99.359%、渗透通量为1.99 kg·m~(-2)·h~(-1)的T-NaX分子筛复合膜。     

磺化聚芳醚酮复合正渗透膜的制备及性能研究

本文采用磺化改性的酚酞侧基聚芳醚酮作为成膜材料,尼龙布为支撑材料,利用涂布法制备正渗透复合膜,考察了制膜工艺对膜正渗透性能的影响.实验结果表明:当铸膜液中含14 wt%聚芳醚酮,3 wt%聚乙烯吡咯烷酮K-30致孔剂,83 wt%N-甲基吡咯烷酮溶剂,尼龙布支撑层目数为300目,所制备膜的正渗透性能最好.以去离子水为原料液,2 mol/L Na Cl溶液为驱动液,且两侧液体流速都为0.25 L/min时,水通量为77.75 L/(m2.h),盐通量为29.57 g/(m2.h).     

PVA与PAN复合膜分离乙醇—水溶液的渗透汽化放大试验

在渗透汽化放大试验装置上,针对乙醇水体系,考察了板框式膜组件的结构合理性和大面积复合膜的稳定性,研究了不同料液流量、料液浓度和料液温度对膜分离性能的影响。实验结果表明,大膜分离性能稳定,膜分离性能在料液流量为０２～０８０Ｌ／ｓ的范围内基本不变,并且总渗透通量及水通量的对数值与料液浓度、料液温度的倒数分别呈线性关系;超薄板框式膜组件设计合理,结构紧凑,有效地抑制了膜料液侧的浓差极化。     

PVA-PFSA/PAN渗透汽化膜强化乙酸乙酯酯化脱水及工艺过程模拟

以聚丙烯腈(PAN)中空纤维超滤膜为底膜,以酒石酸(Tac)为交联剂,制备了聚乙烯醇(PVA)与全氟磺酸(PFSA)共混复合膜,并用于乙酸乙酯-水、乙酸乙酯-乙醇-水溶液的脱水研究。考察了分离乙酸乙酯-水二元溶液时,料液温度和含水量对复合膜分离性能的影响;40℃下分离含水2%(质量分数,下同)的乙酸乙酯水溶液时,其总渗透通量81.1 g/(m2.h),分离因子为1 890;考察了复合膜用于分离乙酸乙酯-乙醇-水(质量比90∶2∶8)三元溶液时,料液温度的影响及脱水效果。结果表明:40℃时复合膜对三元溶液的总渗透通量可达251.0 g/(m2.h),此温度下,只需12 h就可将含8%初始水的三元溶液脱水至4.66%。PVA-PFSA/PAN渗透汽化膜对乙酸乙酯体系的脱水效果良好,可应用于强化乙酸乙酯酯化生产工艺。利用Aspen Plus 11.1软件对工艺流程进行了模拟,结果表明:在同等操作条件下,渗透汽化膜强化酯化工艺流程相对于普通的反应精馏,提高了乙酸乙酯的单程收率和原料的转化率,简化了乙酸乙酯生产流程。     

渗透汽化法分离乙醇／水混合物

将壳聚糖（ＣＳ）和聚乙烯醇（ＰＶＡ）混合物涂到聚丙烯腈（ＰＡＮ）底膜上,通过交联制成壳聚糖复合膜。研究了膜对乙醇／水溶液的渗透汽化性能,讨论了料液浓度、温度对膜分离性能的影响。结果表明,ＣＳ－ＰＶＡ／ＰＡＮ膜具有优异的渗透选择性能。当料液乙醇含量为９５ｗｔ％,温度为６０℃和７０℃时,渗透通量分别为３１０ｇ／（ｍ２·ｈ）和４３３ｇ／（ｍ２·ｈ）;分离因子为１１６和１２７。渗透通量与温度呈Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ关系     

Cu3(BTC)2的改性及其填充PDMS/PEI膜的分离性能

采用水热法合成Cu3(BTC)2晶体,应用3种不同硅氧烷分别对Cu3(BTC)2晶体材料进行表面改性并进行XRD、疏水性能和FI-IR表征。将晶体填充到PDMS/PEI复合膜内制得填充膜,以CO2渗透通量和CO2/N2分离因子为指标对其进行评价,最后使用最佳改性材料K-Cu3(BTC)2对填充膜进行填充率影响的考察。研究结果表明,Cu3(BTC)2晶体成功改性且晶型未被破坏;在实验考察范围内,Cu3(BTC)2改性后的填充膜比未改性时渗透通量减少9.62%,分离因子提升21.13%;填充率为20%时,填充膜的渗透通量与分离因子分别比填充率为10%时提升16.57%和9.01%。     

壳聚糖复合膜渗透化法分离乙醇／水混合物

将壳聚糖 (CS)和聚乙烯醇 (PVA)混合物涂到聚丙烯腈 (PAN)中空纤维内表面 ,通过适当的交联制成壳聚糖复合膜。研究了乙醇水液体混合物在膜中的渗透汽化性能 ,讨论了料液浓度、温度对膜分离性能的影响。结果表明 ,CS PVA/PAV膜具有优异的渗透选择性能 ,当料液乙醇含量为 95wt%时 ,6 0℃和 70℃渗透通量为 310g/(m2 ·h)和 433g/(m2 ·h) ;分离因子为 116和 12 7,渗透通量与温度呈Arrhenius关系     

纳米氧化锆粒子对PVDF膜改性作用的机理研究

本文介绍了在聚偏氟乙烯制膜液中添加一定量纳米氧化锆粒子,采用溶胶凝胶法制备ZrO2/PVDF复合膜,对其水通量进行表征,70℃时,ZrO2添加量为3%时,复合膜的纯水通量达到370 L?m-2?h-1 。运用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、傅立叶变换宏伟色谱仪及差热分析仪对复合膜性能加以表征,结果表明复合膜的孔性能、分离性能及力学性能均得到明显改善。     

PES/SPES共混平板复合膜的制备及性能表征

采用浸没沉淀相转化法制备了聚醚砜/磺化聚醚砜（PES/SPES）共混平板复合膜,并对其进行性能表征.铸膜液配比对膜性能有较大的影响：聚合物浓度增大,膜孔径变小、膜厚增大、水通量变小;PVP的添加能有效改善复合膜的亲水性,膜的接触角随PVP含量增大而减小;膜的水通量随铸膜液中PVP含量的增大先增大后减小,当PVP含量为6%时,水通量达到最大值;接触角随共混聚合物中SPES含量的增大而减小,且随聚合物组份中SPES含量的增加,水通量先逐渐增加,并在质量配比为PES/SPES（8：2）时达到最大值,随后水通量逐渐下降.     

导电织物增强PVDF复合膜的制备与性能研究

为进一步提高PVDF平板膜的机械强度,赋予膜导电性能,采用浸没沉淀相转化法,分别选用由镀银涤纶纱线、涤纶不锈钢包芯纱和不锈钢纤维制成的导电织物为支撑体,制备了增强型导电PVDF平板复合膜。采用扫描电子显微镜观察和对复合膜的水通量、孔隙率、截留率、泡点孔径、极限应力、表面比电阻等测试,研究了不同导电纤维织物对复合膜形态和结构、渗透性能、力学性能及导电性能的影响。实验结果表明:涤纶不锈钢包芯纱与PVDF膜粘附较好,而镀银涤纶纱线和不锈钢纤维所制备织物与聚合物膜之间有明显的界面分离现象;涤纶不锈钢纱包芯纱织物复合膜孔隙率、水通量及泡点孔径较其他2种织物复合膜更大,而截留率较低;不锈钢纤维织物复合膜厚度最薄,但不锈钢纤维织物复合膜孔隙率、泡点孔径及水通量较小,而截留率较大;复合膜极限应力的大小顺序为涤纶镀银织物复合膜>涤纶不锈钢包芯织物复合膜>不锈钢织物复合膜,且复合膜的极限应力均高于纯PVDF膜;镀银涤纶纱线织物复合膜的导电性最好。总之,通过将PVDF与针织物进行复合制膜,不仅可提高膜的强度,还可赋予膜导电特性,其中,涤纶不锈钢包芯纱与PVDF膜较其他两种膜结构最稳定,膜的渗透性能最好,因此选用涤纶包芯纱为复合膜支撑体最佳。     

PVA/PES复合膜的制备及其渗透汽化脱盐性能研究

以聚醚砜(PES)超滤膜为基底,戊二醛为表面粘合剂,将由4-磺基邻苯二甲酸(SPTA)交联得到的聚乙烯醇(PVA)涂覆到PES表面得到了磺化PVA/PES复合膜。利用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、热失重分析仪(TGA)表征不同交联剂含量PVA膜的交联程度以及热稳定性,通过电子扫描显微镜(SEM)对复合膜的形貌进行表征。研究了交联剂含量对PVA/PES复合膜渗透汽化脱盐性能的影响,结果表明:随着交联剂含量的增加,致密膜的溶胀度先减小后增加,而水接触角先增加后减小;当交联度为15%时,复合膜的渗透汽化性能最优;性能最优复合膜的纯水通量在70℃时达到24.32 L/(m~2·h),在处理质量分数为3.5%Na Cl水溶液时的水通量达到13.27 L/(m2·h),对盐的截留率高达99.88%。     

液膜法烟气脱硫试验：Ⅰ含浸液膜渗透器特性

研究了以柠檬酸钠，亚硫酸钠，亚硫酸氢钠溶液为膜液，不同的膜液浓度、膜厚，不同孔径的高分子膜，进科气速等因素对二硫化硫通过含浸液膜透器时通量的景影响，分析各种因素对二氧化硫渗透通量产生影响的原因。采用适宜的膜液及膜液浓度可使二氧化硫的渗透通量得到极大的提高。     

支撑体结构对聚二甲基硅氧烷复合膜界面结合行为的影响

渗透汽化性能及结构稳定性是复合膜的重要评价指标。采用纳米划痕技术原位表征分离层与支撑体的界面结合强度。以聚二甲基硅氧烷(PDMS)化合物作为膜材料,详细考察管式多孔陶瓷支撑体粗糙度及孔径对PDMS复合膜界面结合强度及渗透汽化性能的影响。结果表明:陶瓷支撑体粗糙度为1μm,平均孔径为200nm,制备的复合膜结构稳定性及渗透汽化性能最佳,临界载荷为27mN,当进料温度为40℃时,膜对1%丁醇水溶液的通量可达1139g/(m~2·h),分离因子为22。