动态法制备内皮层中空纤维渗透汽化优先透醇膜的研究

来源 :北京化工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:julyanjust
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在能源危机的冲击下,世界各国都在加速新能源的开发和利用,燃料乙醇作为一种高效,清洁的可再生能源得到广泛关注。随着膜分离技术的发展,渗透汽化法作为一种高效、节能的膜分离技术受到广泛关注。而优先透醇渗透汽化膜被认为是未来制取燃料乙醇的关键技术之一。目前,对于优先透醇膜的研究仍然以板式膜为主,但是中空纤维渗透汽化膜组件具有装填密度高、自支撑结构,成本低等优势,具有较大的潜在应用价值。   鉴于此,本文以聚砜超滤膜为基膜,通过动态加压复合聚二甲基硅氧烷(PDMS)试制内皮层式中空纤维PDMS/PS优先透醇渗透汽化膜。实验首先对不同成膜方式下的渗透汽化透醇分离性能进行比较,得出倒向动态复合法可以获得较好的分离效果。在此基础上,考察了动态过滤时间,PDMS聚合物浓度,交联剂TEOS浓度等因素对PDMS/PS复合膜的渗透汽化透醇性能的影响。得出制备的适宜条件为:动态过滤时间60 min;聚合物PDMS浓度22.8 wt.%;交联剂TEOS浓度1.5wt.%。对复合前后中空纤维膜的内表面进行电镜,原子力显微镜,接触角的分析表征,证实了致密分离层的形成。在50℃时,该复合膜对8 wt.%乙醇/水体系的分离因子可达6.4,渗透通量为265 g/m2·h。进一步测定了复合膜对不同醇/水体系渗透汽化透醇性能,发现在相同的复合条件下,该复合膜对异丙醇/水体系的分离因子可达10.1,渗透通量为878g/m2·h。   本文还进一步在PDMS溶液中加入改性后的沸石分子筛,动态加压法制备了内皮层中空纤维PDMS-Silicalite/PS优先透醇渗透汽化膜。实验考察了分子筛添加量,超声时间等因素对PDMS-Silicalite/PS复合膜的渗透汽化透醇性能的影响。得出在硅铝比为500条件下,超声10h,分子筛添加量为0.15wt.%时,对8wt.%的乙醇/水体系分离因子达到10.0,渗透通量为1076 g/m2·h。实验还比较了不同硅铝比对PDMS-Silicalite/PS复合膜的渗透汽化透醇性能的影响,得出:硅铝比越高,渗透汽化分离性能越好。对分子筛改性前后进行红外光谱分析,证实了改性后分子筛分子结构的变化,对复合前后中空纤维膜的内表面进行电镜,原子力显微镜,接触角的分析,证实了疏水致密杂化分离层的形成。
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