聚醚共聚乙酰胺(peba)碳分子筛(cms)填充膜的制备与渗透汽化性能研究

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1、广西大学硕士学位论文聚醚共聚乙酰胺（PEBA）/碳分子筛（CMS）填充膜的制备与渗透汽化性能研究姓名：陈松申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：刘琨20090624聚醚共聚乙酰胺(PEBA)／碳分子筛(CMS)填充膜的制备与渗透汽化性能研究摘要．渗透汽化具有操作简单、无污染、分离，特别是恒沸物和近沸物的分离，之一。能耗低等特点，适合液体混合物的它将成为2l世纪最重要的分离技术将碳分子筛(CMS)加入到聚醚共聚乙酰胺(PEBA)中制备填充膜，采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和拉伸实验等多种手段对膜的基本性能进行了表征。结果显示CMS在

2、膜中分散均匀且与PEBA结合紧密；CMS与PEBA间只通过物理作用结合，并未发生化学交联；膜的无定形化程度增大。通过拉伸实验，测定出膜的机械强度得到显著提高，当碳分子筛含量为20wt％时，膜的机械性能最好。借助溶胀实验，分别测定了膜在纯醋酸正丁酯、水和醋酸正丁酯水溶液中的溶胀度，考察了料液温度、浓度和碳分子筛填充量对膜溶胀性能的影响。结果表明，随着料液温度、浓度和碳分子筛填充量的升高，膜的溶胀度增大；CMS的加入，缩短了膜的溶胀平衡时间，提高了膜对醋酸正丁酯的吸附选择性。将填充膜用于渗透汽化分离水溶液中的微量醋酸正丁酯，考察了料液温度、浓度和碳分子筛填充量对膜分离性能的

3、影响。渗透通量随着温度的升高而增大，而分离因子则随温度升高而下降；当料液浓度增大时，醋酸正丁酯的通量和分离因子都显著增大；当CMS填充量为20wt％时，膜的分离效果最佳，酯通量和分离因子分别达到329．3g．m-Lh-1590．4。利用Arrhennius方程，关联了酯和水通量与温度的关系，估算了各组分在膜中的渗透活化能。总之，与PEBA无孔致密膜相比，该填充膜的机械和渗透汽化分离性能都得到较大改善。关键词：聚醚共聚乙酰胺碳分子筛填充膜渗透汽化醋酸正丁酯ⅡPREPARATIONANDPER：啪0RATIONPERFORMANCEOFCARBONMOLECULARSIEV

4、E(CMS)--FILLEDPOLYETHERBLOCKAMIDE(PEBA)MEMBRANEABSTRACTPervaporation(PV)hasmanyadvantages，suchaseasytooperateandcontrol，nopollutionandenergy-efficient．Pervaporationissuitableforseparationofliquidmixture，especiallyseparationofazeotrope，anditwillbecomeoneofthemostimportantseparationtechnol

5、ogiesinthe21thcentury．Inthisresearch，carbonmolecularsieve(CMS)一filledpolyetherblockamide(PEBA)membranewaspreparedbyPEBAandCMS．SomebasicpropertiesofCMS-filledmembranewerecharacterizedbySEM，FTIR，XRDandmechanicalstrengthmeasurement．TheresultsindicatedthattheCMSparticlesweredisperseduniforml

6、ywithinthepolymerphaseandCMSexhibitedwellintegratewithPEBAjustbyphy’sicalcross—linkingbutnotchemicalcross-linking．TheregionsofamorphismofmembranebecomelargeduetothefillingofCMS．TheresultsshowedalsothatthemechanicalpropertiesofmembranewasimprovedduetoincorporationofCMS，andthebestresultwas

7、abtainedwhentheCMScontenttobe20wt％．Theswellingbehaviorinpuren—butylacetate，waterandaqueoussolutionwerealsostudied．Theeffectoffeedtemperature，feedconcentrationandCMSlIlcomemontheswellingdegreeofmembranehasbeenexplored．Sorptionexperimentrevealedthatwiththeincreaseoffeedtemp