优先透醇的硅橡胶聚偏氟乙烯复合渗透蒸发膜的制备与性能研究

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1、摘要优先透醇的硅橡胶一聚偏氟乙烯复合渗透蒸发膜的制备与性能研究渗透蒸发是分离液体混合物的一种新型膜分离技术，它是利用膜对不同组分选择性的不同来达到分离的目的，适宜应用于传统方法难以分离的恒沸物、近沸物和共沸物等体系，并具有高效、节能、环保等显著优点。本论文的工作旨在研究用于处理低浓度乙醇水溶液的优先透醇渗透蒸发膜，这是生产燃料乙醇的核心关键技术之一。以聚偏氟乙烯(PVDF)膜作为基膜，以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为分离层膜材料，制成了PDMS—PVDF平板复合渗透蒸发膜。用该复合膜对低浓度的乙醇／水溶液进行了渗透汽化分离实验，考察了料液温度对渗透蒸发过程的影响。实验结果表明该复合膜

2、能够优先透过乙醇，并具有稳定的分离因子和渗透通量。对相同浓度的原料液，在实验的温度范围内，复合膜的分离因子随温度的升高而变大；渗透通量随循环料液温度的升高而增大，成指数关系；并且1nJ与1／T成线性关系，可以用Arrhenius方程描述。制备了沸石填充硅橡胶的有机／无机复合膜，考察了沸石的硅铝比及填充量对乙醇／水溶液的渗透汽化性能的影响。实验结果发现，随着北京化工火学硕十学位论文分子筛中硅铝比的增加，复合膜对乙醇／水体系的分离因子和渗透通量也增大；在沸石的填充量为30筠的时候分离效果最好。制备了沸石填充硅橡胶均质膜，研究了其在乙醇水溶液中的溶胀行为。实验结果显示，在同一温度下及一定

3、浓度的乙醇水溶液中，随着分子筛添加含量的增加，膜的溶胀度不断增大，膜的溶胀选择因子先增加后降低；当温度一定、分子筛填充量不变时，膜的溶胀度随溶液中乙醇浓度的增加而增大；在分子筛填充量不变、以及乙醇／水溶液的浓度不变的情况下，膜的溶胀选择因子随着温度的升高而降低。关键词：分离膜；渗透蒸发；优先透醇膜；聚二甲基硅氧烷；沸石分子筛II摘要ThepreparationandstudiesofPDMS．PVDFpervaporationlneDreDaranOnandStUdleS0trlJ』VIS—rVJJ■。DerVaD0ratlOnethanol—permseletivecomposi

4、temembraneABSTRACTPery印orationisanewtechnologyofmembmes印arationfortheseparationofliquidmixmres，w11ichbasedonthemembrane’sdif．ferentselectiVitytowa订stheVariouscoIllponentsinthemixture．IthasspecialadVantageinmeuseoftheseparationofhomogenousmixtllressuchasazeotropic，closing-boilingandisomericmixm

5、res，whicharedif!Eicultorimpossibletos印amtebyconventionalmethods．Thepu印oseofthisworkisstudyingpervaporationmeIll_braneusedinmes印erationofdilutealcoholaqueoussolution．ItisoneoftheVitaltechnologiesofpriducing如elalcoh01．Inthisp印er，aplatPolydimethylsiloxane(PDMS)coInpositemembranewaspreparedbycoati

6、ngthinPDMSactiVe1ayeronpolyVinylidenefluodde(PVDF)whichissingledouttoactassupportinglayer．Theexperimentofthes印arationofethanol舶mdiluteethallolaqueoussoIutionwithmePDMS-PVDFcoIIlpositemembraneswascarriedout．Theef．fectoftheopeIatingconditionstenlperatuI．ewasstudied．ThePDMS—PVDFcompositemembranes

7、haVemoderateselectiVitytowardsIII北京化工火学硕上学位论文ethanol，stablepe眦eatefluxandseparationfactor．Anincreaseofthe专e印e疆抛糙诧s疆l耄sin勰i赣{cre鑫seof也e约专越鼬x张dsep毅撕。建盘e￡o￡髓epermeatingfluxcoIlfomledtoArrenheniusequation．P01ydimethysiloxane(PDMS)membranesf