探索渗透蒸发分离稀有机物水溶液的研究

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1、天津大学硕士学位论文渗透蒸发分离稀有机物水溶液的研究姓名：丁宇慧申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：刘祺2000.1.1摘要本文对渗透蒸发分离稀有机物水溶液过程进行了系统的研究。研制了聚二甲基硅氧烷(PDMS)致密膜和填加碳分子筛(CMS)的PDMS填充膜。使用扫描电镜、化学吸附等分析测试手段，对膜性能进行了表征，以大量的渗透蒸发实验评价了膜对苯／水物系的分离性能。以填充膜为研究对象，考查了温度、料液浓度、下游侧压力、流速等操作参数对渗透蒸发过程的影响。(研究结果表明：PDMS致密膜分离苯／水溶液适宜的配方是：溶剂浓度40％，交联

2、剂浓度5．0％，催化剂浓度2．0％；碳分子筛的加入可明显提高膜的渗透通量和选择性，而且可增强膜的抗溶胀性能和机械强度；在原料液浓度0．03％，温度40℃，下游侧压力500Pa，料液流率1．0L／mJn时，PDMS膜的分离因子为9901．1，通量为84．9289／(h*m2)：在原料液浓度0．0786％，温度40"C，下游侧压力500Pa，料液流率ltOL／min时，PAS-CMS填充膜的分离因子为15951，通量为207．849／(h+m2)。最后本文对渗透蒸发过程的传质机理进行了初步研究，认为溶解吸附是优先透有机物的渗透蒸发过程的控制

3、步骤。户～，本论文的创新之处在于：研制了新型的渗透蒸发膜，首次选用填加碳分子筛的PDMS填充膜分离有机物，水物系，该膜对苯，水物系的分离性能优于文献的报道值。在同时提高优先透有机物渗透蒸发过程的通量和选择性方面，取得了一定的突破。关键词；渗透蒸发苯，水溶液聚二甲基硅氧烷碳分子筛填充膜AbstractInthispaper,thepervaporafion(Pv)processforremovingdilutevolatileorganiccompoundfromitsaqueoussolutionhasbeenintroducedand

4、studied．Twodifferenttypesofmembraneshavebeenprepared：densepolydimethylsiloxane(PDMS)membraneandcarbonmolecularsieve(CMS)-filledPDMSmembrane．AseriesofPVexperimentsandseveralkindsofanalyticmethodshavebeendonetoevaluatemembraneperformancebypermeationfluxandseparationfactoru

5、singbenzene／watersolutionasthemodelsystem．Theeffectsoftemperature，feedconcentration，feedvelocityanddownstreampressureontheperformanceofthefilling·typemembranehavebeenstudied．Therecipeforthemembranepreparationhasbeensetthroughtheexperimentalandtheoreticalinvestigationofth

6、efluxandseparationfactorofthemembranesbyvaryingthesolvent，CROSS—linkingagentandcatalystconcentrations．Theappropriateconcentrationsareapproximatelyaround40wt％solvent．5．Owt％cross—linkingagentand2．0wt％catalyst．ForPDMSmembrane，thetotalfluxis84．9289／(h*m2)andseparationfactori

7、s9901．1whentheconcentrationofbenzeneis0．03wt％，thetemperatureis40"C，thedownstreampressureis500Paandthefeedvelocityis1．16L／min．ForCMS—filledPDMSmembrane．thetotaifluxis207．849／(h*m2)andseparationfactoris15951whentheconcentrationofbenzeneisO．0786wt％，thetemperatureis40"C，thed

8、ownstreampressureis500Paandthefeedvelocityist．0L／min．Theresuksarebetterthanthosefoundintheexistingliter