有机蒙脱石填充PDMS膜分离水相有机物的渗透汽化研究

以乙醇、乙酸的水溶液为渗透汽化分离对象,将CTAB柱撑蒙脱石作为填充剂,制备了填充型PDMS(聚二甲基硅氧烷)膜,研究填充膜对乙醇/水及乙酸/水体系的渗透汽化分离.结果表明,蒙脱石的吸附特性及其层间柱撑通道可以明显改善PDMS膜的选择性和通量.填充膜分离乙醇或乙酸的分离效果明显不同,对可能存在的渗透汽化分离机理进行了探讨.

PDMS/PVDF复合膜渗透汽化分离乙酸/水体系的性能研究

制备了聚二甲基硅氧烷/聚偏氟乙烯(PDMS/PVDF)渗透汽化复合膜,用于分离乙酸/水体系。研究了料液中乙酸浓度、料液温度、料液流速对复合膜分离性能的影响,比较了不同孔径PVDF支撑层的PDMS/PVDF复合膜的分离性能。结果表明:料液浓度增大、温度升高、流速加快有利于复合膜的传质,使渗透通量增加,但分离因子却表现出不同的变化趋势。渗透通量的大小按复合膜支撑层孔径的排列顺序为0.2μm>0.45μm>0.1μm>1.0μm>2.0μm,分离因子则为0.1μm>2.0μm>0.2μm>0.45μm>1.0μm,说明支撑层的结构对复合膜的分离性能具有重要的影响。

支撑层对PDMS渗透汽化复合膜分离乙酸-水性能的影响

制备了聚四氟乙烯(PTFE)、聚醚砜(PES)和聚偏氟乙烯(PVDF)作为支撑层材料的3种PDMS复合膜,研究了支撑层对复合膜分离水中乙酸性能的影响。结果表明,复合膜的分离性能不仅取决于活性层的物理化学性质,也与支撑层的结构及制备方法有关。随着料液浓度的增大,3种复合膜的渗透通量均增加,但分离因子却因不同支撑层材料而不同;随着料液温度的升高,3种复合膜的通量均大幅度增加,分离因子则随之下降;随着料液流速的增加,3种复合膜的渗透通量均先增加而后趋于平稳,分离因子则先降低而后几乎不变。

HF酸刻蚀ZSM-5/PDMS膜渗透汽化透醇性能研究

采用HF酸对3种MFI型沸石(ZSM-5,silicalite-1)进行刻蚀,通过SEM和TEM对刻蚀前后沸石的表面和本体形貌进行了表征,发现酸刻蚀造成沸石表面出现微米级孔洞,但本体仍保留了规则的孔道结构。将刻蚀后的ZSM-5填充至聚二甲基硅氧烷(PDMS)中制备了复合膜,用于乙醇/水混合物的分离,研究了沸石硅铝比、HF酸浓度、操作温度和料液浓度对复合膜渗透汽化分离性能的影响。研究发现HF酸处理,可以有效地提高ZSM-5/PDMS膜的分离因子,由12.3最高上升至16.8([EtOH]=5wt%,50℃),渗透通量稍有下降;随着操作温度的升高,复合膜渗透通量增大,分离因子在50℃达到极大值;料液中乙醇浓度提高,复合膜渗透通量增大,分离因子减小。

PDMS-AMEO膜用于渗透汽化分离乙酸/水体系的性能研究

采用原位聚合法制备了氨丙基三甲氧基硅氧烷交联聚二甲基硅氧烷(PDMS-AMEO)/有机蒙脱土(OM-MT)/聚醚砜(PES)复合膜,采用SEM和TGA对PDMS-AMEO/OMMT/PES的形貌、热学性能进行了研究。考察了复合膜在乙酸-水溶液中的溶胀性,以及OMMT含量、料液温度和浓度对膜渗透汽化性能的影响。

聚二甲基硅氧烷/聚醚砜复合膜渗透汽化分离水中乙酸的性能研究

制备了聚二甲基硅氧烷/聚醚砜(PDMS/PES)复合膜,用于乙酸/水体系的渗透汽化分离。研究了料液质量浓度、温度、流速及下游侧压力对渗透汽化分离性能的影响。实验结果表明,随着料液中乙酸质量浓度的增大,渗透通量增加,而分离因子呈先增大后减小的趋势;随着料液温度的升高,渗透通量增大而分离因子减小;随着料液流速的增大,渗透通量增大而分离因子减小,当达到湍流状态后,两者的变化趋势不明显;随着下游侧压力的增大,渗透通量和分离因子均减小,为获得较好的分离效果应使透过侧保持尽可能高的真空度。

乙醇/水及乙酸/水体系的渗透汽化分离

以乙醇/水及乙酸/水体系为研究对象,研究了渗透汽化过程中料液浓度、温度因素对分离效果的影响;结合乙醇、乙酸对聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜的溶胀特性差别,分析并讨论了两者在渗透汽化过程中可能的分离机理. 研究表明,PDMS膜能够优先透醇,但乙酸分子的缔合物以及羧基与疏水PDMS膜高分子链的强相互作用降低了其在膜中的扩散速率,使低温时乙酸/水体系优先透水,只有当温度在60℃以上时才表现出优先透酸,且分离效果较差.

渗透蒸发膜应用于催化酯化反应的研究

近年来,分离膜材料和膜分离技术研究取得了重大进展,膜反应器的应用已开始引起人们的重视.但多数已发表的工作涉及的是膜分离在气相可逆反应中的应用,液相反应的例子比较少.已报导用于醇/水混合物分离的渗透蒸发膜类型很多,如能利用这些膜将某些化学反应过程中产生的水不断地给于分离,就有可能促使化学平衡向产物方向移动。