近年来,石油资源日益短缺,燃料乙醇作为一种可再生性新兴替代型能源日益受到人们重视,已被列于我国的“十五发展计划”。 燃料乙醇含水量要求低于0.8%,通常采用无水乙醇生产。无水乙醇是由浓度为95.6%的乙醇—水恒沸物进一步脱水制得的。目前,恒沸物进一步脱水生产无水乙醇的主要方法有恒沸精馏、分子筛吸附和膜法分离等。但恒沸精馏、分子筛吸附具有能耗大、成本高的缺点。膜法分离主要分为渗透汽化和蒸汽渗透。蒸汽渗透技术具有对膜原料侧的浓差极化不敏感、膜表面无相态变化、膜溶涨度低、与反渗透、超滤、微滤和渗透汽化相比膜使用寿命较长,是一种经济性能好、应用前景广阔的分离技术。 本论文首次以氢氧化钠作催化剂,在较低的热处理温度下,制备了草酸交联聚乙烯醇(PVA)酯化均质膜,并用FTIR对膜的交联情况进行了表征。此外,与其他不同交联和催化情况下制备的交联膜进行比对,结果证明,在氢氧化钠为催化剂的情况下,较低的热处理温度下即可得到性能优异的PVA交联膜。和传统的PVA交联膜制备工艺相比,该法不仅简化了制备过程,还大大降低了能耗。 本论文还选用聚偏氟乙烯(PVDF)材料,用L-S法制备了聚偏氟乙烯超滤底膜;并以上述PVA交联液为涂层,制备了PVA/PVDF复合膜。采用扫描电镜对该复合膜微观结构进行了分析,结果表明其活性层厚度均匀,在10μm以内,与多孔支撑层结合紧密。实验中还以乙醇-水近共沸物为对象,采用蒸汽渗透技术对PVA/PVDF复合膜分离性能进行了研究。实验结果表明,随交联度的增大,膜渗透通量减小,分离系数升高。并发现在同等实验条件下,对于不同催化剂、不同交联剂、不同底膜制备的交联复合膜,以氢氧化钠为催化剂、草酸交联PVA/PVDF膜具有更好的分离性能。最后,还考察了原料的湿含量对该复合膜分离性能的影响,结果表明随湿含量的降低,分离系数增加,证明该膜适用于乙醇-水近共沸物脱水制备无水乙醇。