论文部分内容阅读
渗透汽化是一种新型膜分离技术,是一种有相变的膜渗透过程。分离的关键在于膜,一般的支撑液膜缺乏稳定性,而PDMS膜的分离性能不够好。离子液体是一种环境友好溶剂,具有很好的热力学稳定性、可设计性和广阔的有机物溶解范围。因此,本文将离子液体[bmim]PF6引入制膜过程,制备了PDMS膜以及离子液体支撑液膜(SILM)和PDMS-IL共混膜。本文用所制的膜进行渗透汽化实验,研究其渗透汽化性能,并对其进行了比较。1.离子液体支撑液膜的渗透汽化性能研究本实验用自制的SILM膜进行渗透汽化实验,研究温度、浓度和透过侧压力对膜的分离性能的影响。实验结果表明：随着温度升高,膜的渗透通量提高,分离因子降低。膜的渗透通量随着浓度升高而提高,分离因子随浓度升高而降低。随着透过侧压力的增大,膜的渗透通量和分离因子都降低。2. PDMS-IL共混膜的渗透汽化性能研究本实验自制了离子液体含量为5%和10%的PDMS-IL共混膜,用来分离乙醇水体系和正丁醇水体系,比较了不同离子液体含量的PDMS-IL共混膜的分离性能,结果表明,随着离子液体含量的增加,膜的渗透通量下降,分离因子明显提高。然后用离子液体含量为10%的共混膜进行渗透汽化实验,分离乙醇水溶液和正丁醇水溶液,研究两种体系中料液温度、浓度、透过侧压力等条件对膜的分离性能的影响,研究表明：两种体系中膜的渗透通量都随着温度的升高而增大；乙醇水体系中膜的分离因子随温度升高而减小,而正丁醇水体系中,分离因子随温度升高而增大；渗透通量都随浓度的增大而增大,分离因子都随浓度的增大而降低；渗透通量都随透过侧压力的增大而降低,分离因子也随透过侧压力的增大而减小。此外,还比较了该共混膜对乙醇及正丁醇体系分离效果。结果表明该膜对正丁醇水体系的分离效果明显好于乙醇水体系。3.三种膜的渗透汽化性能比较本实验用自制的PDMS膜,离子液体支撑液膜(SILM),离子液体含量为10%的PDMS-IL共混膜进行渗透汽化实验,用以分离5%的乙醇水溶液。研究了原料液温度、浓度、真空度等因素对三种膜渗透通量和分离因子的影响,并比较了三种膜的分离效果。实验结果显示：本实验所制备的离子液体共混膜的分离因子最大,综合分离性能优于普通PDMS膜,呈现较好的分离应用前景。离子液体支撑液膜的渗透通量很大,但分离因子却低于普通PDMS膜,表明离子液体支撑液膜的分离性能低于实验设计的预期。