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渗透汽化膜的制备及分离性能研究

徐高飞  
【摘要】:渗透汽化作为一种高效、节能、环保的膜分离技术,在液体混合物分离上具有巨大的应用价值。本文合成了多种渗透汽化用共聚物成膜材料,并研究了这些膜材料应用于水中微量苯的分离以及苯/环已烷混合液的分离。 合成了双官能化杯[4]芳烃衍生物,并通过共缩聚法制备了主链含杯[4]芳烃的PBT-PDMS共聚酯。利用1HNMR, FT-IR, SEC等手段表征了共聚物的组成及分子量。以此共聚物为膜材料,通过刮膜法制备了可用于渗透汽化分离水中微量苯的无孔复合膜,并用SEM表征了复合膜的膜厚及截面结构。研究了温度和原始液浓度对渗透汽化分离性能的影响。该共聚物渗透气化膜分离水中微量苯的分离因子可达491,通量为58 g/m2h 合成了一系列组成接近,分子量不同的丙烯酸/丙烯酸甲酯无规共聚物(P(AA-r-MA))以及组成和分子量都接近的丙烯酸/丙烯酸甲酯无规共聚物(P(AA-r-MA))和嵌段共聚物(P(AA-b-MA)).研究了分子量和链序列结构对丙烯酸/丙烯酸甲酯共聚物渗透汽化膜分离苯/环已烷混合液性能的影响。结果表明分子量对膜的分离因子影响不大,但对渗透通量的影响显著,随着分子量的增大,膜通量迅速下降。共聚物链序列结构能从根本上改变共聚物膜的分离性能,P(AA-r-MA)对苯/环已烷混合液倾向于无选择性或环已烷选择性,而P(AA-b-MA)对苯有良好的选择性,对50wt.%苯/环已烷体系,分离因子为4.3,通量为157g/m2h。


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