【摘 要】
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渗透汽化技术与生物质乙醇发酵过程相耦合可以实现乙醇的原位分离,减轻产物抑制作用,提高发酵效率.目前常用于乙醇/水分离的聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜由于铸膜液粘度大而使其分离层较厚并导致其渗透通量较低,限制了其工业应用.为解决这一问题,本研究采用与PDMS结构相似的单体二甲基二乙氧基硅烷(DMDES)作为成膜单体进行高通量PDMDES膜的制备.结果表明,在支撑层为聚偏氟乙烯(PVDF),成膜温度12
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渗透汽化技术与生物质乙醇发酵过程相耦合可以实现乙醇的原位分离,减轻产物抑制作用,提高发酵效率.目前常用于乙醇/水分离的聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜由于铸膜液粘度大而使其分离层较厚并导致其渗透通量较低,限制了其工业应用.为解决这一问题,本研究采用与PDMS结构相似的单体二甲基二乙氧基硅烷(DMDES)作为成膜单体进行高通量PDMDES膜的制备.结果表明,在支撑层为聚偏氟乙烯(PVDF),成膜温度120℃、溶剂用量10g、催化剂用量0.2g时该膜有较好的渗透汽化性能,35℃下分离9wt ％乙醇/水溶液时,渗透通量高达5627.0 g/(m2·h),分离因子为6.3.随料液温度的升高,PDMDES膜的分离因子变化较小,基本维持在6.3左右,而渗透通量呈现急剧上升的趋势;随料液浓度的升高,PDMDES膜的分离因子呈现缓慢下降的趋势,渗透通量呈现不断上升的趋势.相比于PDMS膜,该膜分离因子略微降低,渗透通量可提升一个数量级,表征结果显示,这主要是由于PDMDES膜分离层厚度极小(小于1μm),传质阻力较小,且PDMDES聚合物具有较为明显的三维网络结构,自由体积较大所致.实验结果证明PDMDES/PVDF复合膜在乙醇发酵与渗透汽化耦合过程中具有较大应用前景.
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