新型滲透汽化膜的制備及異丙醇-水分離的研究.pdf

1、滲透汽化膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)的蒸餾、吸附、萃取等分離技術(shù)相比具有分離效率高、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、低能耗、低污染等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于近沸及恒沸混合物的分離。例如，異丙醇脫水就是近年來有機(jī)物脫水領(lǐng)域中很重要的一個(gè)課題。日益加劇的能源危機(jī)也為滲透汽化膜分離的應(yīng)用增加了一個(gè)良好契機(jī)，使其成為最具發(fā)展前景的一種新型分離方法。 本論文以含二氮雜萘聯(lián)苯結(jié)構(gòu)的聚芳醚砜酮(PPESK)為膜材料，采用相轉(zhuǎn)化法制備了具有適宜孔徑的超濾膜，作為滲透汽化復(fù)合膜

2、的基膜。選擇N，N—二甲基乙酰胺(DMAc)作為溶劑，一縮二乙二醇(DegOH)和乙二醇甲醚(EGME)為添加劑，研究了聚合物/溶劑/非溶劑添加劑的相分離行為。采用掃描電鏡對(duì)超濾膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，系統(tǒng)研究了聚合物濃度、非溶劑添加劑種類及用量和停留蒸發(fā)時(shí)間等對(duì)支撐層結(jié)構(gòu)和性能的影響，優(yōu)化了基膜的制備工藝。 同時(shí)，選用殼聚糖(CS)對(duì)聚乙烯醇(PVA)進(jìn)行共混改性，制備了PVA/CS共混膜，研究了涂層中PVA/CS共混比、交聯(lián)度、交聯(lián)

3、時(shí)間、浸泡液濃度、浸泡液溫度及浸泡時(shí)間等因素對(duì)膜在異丙醇/水溶液中溶脹性能的影響，分析了組分在膜中的溶解及分離特性。結(jié)果表明，不同共混比的PVA/CS涂層的溶脹度均隨料液中異丙醇質(zhì)量濃度的增加呈下降趨勢(shì)；膜的溶脹度只在純水中隨PVA的含量增加而減小；隨著交聯(lián)度的增加和交聯(lián)時(shí)間的延長(zhǎng)，膜的溶脹度降低；溫度升高，溶脹度呈緩慢上升的趨勢(shì)；浸泡3h后，溶脹基本可達(dá)平衡。 隨后，制備了以PPESK超濾膜為支撐層，交聯(lián)PVA/CS為分離層的

4、滲透汽化復(fù)合膜。采用自行設(shè)計(jì)的性能評(píng)測(cè)裝置，考察了基膜的孔滲現(xiàn)象、PVA/CS共混組成、交聯(lián)劑用量、交聯(lián)時(shí)間、料液組成和料液溫度等因素對(duì)復(fù)合膜性能的影響。結(jié)果表明，基膜截留率越小，越容易發(fā)生孔滲現(xiàn)象，復(fù)合膜的滲透通量越低，但是分離因子的變化不大；PVA/CS分離層起主要的分離作用，交聯(lián)用量越大、交聯(lián)時(shí)間越長(zhǎng)，滲透通量越小，分離因子越小；提高料液溫度和增加料液濃度，滲透通量呈增加趨勢(shì)，分離因子呈下降趨勢(shì)。 最終，本文通過篩選合適的