有机物渗透汽化脱水用共混复合膜的制备与研究

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渗透汽化膜分离技术具有一次性分离度高、设备简单、无污染、低能耗等优点。特别是用于恒沸、近沸及同分异构有机/有机混合物的分离,替代传统的蒸馏等工艺是非常有意义的。当前,环境污染问题、能源危机等已经影响到我们的生活和工作,需要加快步伐予以解决,作为一种高效,低能耗的清洁生产方式,渗透汽化技术在工业中的广泛应用将是解决途径之一。本论文主要的研究内容是制备高性能的共混复合膜,用于有机物渗透汽化脱水。 在试验中,本文首先考察了聚乙烯醇与海藻酸钠共混膜,在90wt%的异丙醇水溶液中的溶胀度,发现不同共混比对膜的分离性能有一定的影响,随着膜中PVA含量的上升,膜的溶胀度增大。 文中制备了不同聚乙烯醇与海藻酸钠共混比的中空纤维复合膜,分别对乙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇等有机物进行渗透汽化脱水试验,考察了不同类型的交联剂对膜的分离性能的影响;并对比了交联时间、膜表面致密活性皮层对膜性能的影响程度;研究了操作温度、料液浓度、料液流速等操作条件对膜分离效果的影响,以及膜的稳定性;考察了连续操作条件下,膜的分离性能和料液被浓缩情况。此外,实验中还制备聚乙烯醇与海藻酸钠/聚丙烯腈平板复合膜,分别对甲醇、乙醇进行渗透汽化脱水实验,发现以聚丙烯腈为底膜的平板复合膜的分离因子比聚砜为底膜的中空纤维复合膜的高。 通过一系列对比试验,优化了制膜工艺、配方和操作条件,制得性能良好的中空纤维复合膜。在90wt%醇的水溶液中,45℃,料液流速75ml/min时,膜的通量和分离因子分别为:J水/乙醇=384g·m-2·h-1,α水/乙醇=487;J水/异丙醇=414g·m-2·h-1,α水/异丙醇=1727;J水/正丁醇=585g·m-2·h-1,α水/正丁醇=652;J水/叔丁醇=370g·m-2·h-1,α水/叔丁醇=725。
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