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PDMS/PPESK渗透蒸发透醇膜的制备与应用

谢小强  
【摘要】: 渗透蒸发是一种新型的液体混合物分离技术,利用膜对不同组分选择性的不同达到分离的目的。在分离均相混合物时,对采用传统手段难以处理的恒沸物、近沸物和共沸物等体系具有特别的优势,在低浓度乙醇水溶液的分离中也有广泛的应用前景。本论文采用聚芳醚砜酮(PPESK)平板超滤膜为支撑层,采取表面涂覆的方法在其表面涂覆聚二甲基硅氧烷(PDMS),制备了用于乙醇/水混合物分离的渗透蒸发复合膜。 本文首先选择了合适的溶剂和非溶剂添加剂,研究了聚合物/溶剂/非溶剂添加剂的相分离行为,并绘制了三相图。通过相转化法制备了平板超滤膜,系统研究了热力学因素和动力学因素的影响,例如不同聚合物浓度、不同添加剂浓度以及蒸发时间对平板超滤膜结构和性能的影响。采用纯水通量、截留率以及扫描电镜等方法对基膜性能和结构进行表征。选择了适合用于渗透蒸发的基膜,其铸膜液配方为PPESK 17wt.%,DMAc76.9wt.%,EGME6.10wt.%,所得基膜纯水通量为142.0L·m~(-2)·h~(-1),PEG6000的截留率为93.7%。 其次选用了PDMS为涂覆材料,采用表面涂覆法制备了渗透蒸发复合膜。对复合膜进行了红外光谱检测,通过谱图分析证明了表面涂覆可以有效地将活性层固着在超滤膜上。考察了涂层固化时间、固化温度、涂覆浓度对膜性能的影响。采用渗透通量和分离系数进行了表征。优化后的复合膜制备工艺为:涂层浓度为12wt.%,固化时间为4h,固化温度为80℃。在分离5wt.%乙醇/水混合物时,渗透通量为1380g·m~(-2)·h~(-1),分离系数为4.70。 最后考察了料液温度,料液浓度以及料液流量等操作条件对膜性能的影响。结果表明,料液温度升高,渗透通量上升,分离系数下降;料液浓度升高,渗透通量上升,分离系数下降;料液流量升高,渗透通量和分离系数都上升。考察了硅橡胶膜在乙醇水溶液中的溶胀行为。结果表明,料液浓度和温度的升高都会加剧溶胀。


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1 刘旭阳;PDMS/PPESK气体分离复合膜制备及中试研究[D];大连理工大学;2010年
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