聚二甲基硅氧烷-改性ZSM-5滲透汽化復(fù)合膜的制備及性能研究.pdf

1、本文采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH-550）為改性劑，對ZSM-5型沸石粒子進(jìn)行了改性，以醋酸纖維素(CA)微濾膜為支撐層，聚二甲基硅氧烷(PDMS)為膜材料，制備了改性沸石填充的PDMS/CA平板滲透汽化復(fù)合膜。分析了乙醇和水在PDMS活性層內(nèi)的溶解和擴(kuò)散行為。通過滲透汽化實(shí)驗(yàn)考察了復(fù)合膜在乙醇/水溶液中的滲透汽化性能，探討了改性沸石填充量、交聯(lián)劑用量以及料液溫度對膜分離性能的影響。
　　乙醇和水在膜內(nèi)的溶解和擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)表明，料

2、液溫度為40℃時，隨著改性沸石填充量的增加，乙醇和水的平衡吸附量都呈增加趨勢，但相比之下，水吸附量增加得非常緩慢。乙醇和水的擴(kuò)散系數(shù)都是初始增加然后降低，溶解選擇性因子明顯增加并維持在一定的范圍之內(nèi)，而擴(kuò)散選擇性因子先增大后減小。這些數(shù)據(jù)表明PDMS膜內(nèi)填充一定量的改性沸石粒子之后更有利于乙醇的吸附和擴(kuò)散。
　　滲透汽化實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，所制得的膜均具有優(yōu)先透過乙醇的功能。隨著改性沸石填充量的增加，復(fù)合膜的滲透通量和分離因子均先增大再

3、減小，滲透分離指數(shù)與總通量呈現(xiàn)了相似的變化趨勢。交聯(lián)劑用量增加，復(fù)合膜的通量降低，而分離因子略微升高。隨著操作溫度的升高，滲透通量增加，而分離因子下降。填充改性沸石粒子的PDMS/CA復(fù)合膜表現(xiàn)出良好的機(jī)械性能，PDMS活性分離層對乙醇有一定的抗溶脹性。在料液溫度為40℃、料液濃度為10 wt.％的乙醇/水溶液中，復(fù)合膜的滲透汽化性能可以在一段時間內(nèi)保持穩(wěn)定。
　　本文還研究了兩種無機(jī)鹽和葡萄糖分別與乙醇/水組成的三元體系內(nèi)復(fù)合膜