PDMS复合膜薄层流动膜组件中的渗透蒸发传质动力学

用自制的高性能矩形平板PDMS复合膜构造了薄层流动水力学结构的渗透蒸发膜组件,并进行了乙醇溶液的渗透蒸发传质动力学研究.实验得到了很好的渗透通量与浓度推动力之间的动力学关系.根据膜渗透蒸发的串联阻力概念,把液相边界层传质的Sherwood模型计算值与实验测量的总传质系数相结合,得出了渗透蒸发的膜内传质系数.分析表明,在料液温度25℃时,膜内传质阻力对渗透蒸发传质总阻力的贡献超过70%,说明膜内传质阻力是整个渗透蒸发过程的控制因素.对不同流动状态和不同温度下的传质动力学行为进行了实验测量和分析,结果显示,矩形平板PDMS复合膜与薄层流动膜组件的结合优于我们原来研究过的圆形膜及膜器,可以充分发挥膜的高性能.这一结果对PDMS复合膜和膜组件构形及其渗透蒸发过程的设计和运行具有重要意义.     

环糊精在PVA渗透蒸发膜中的应用

介绍了环糊精的结构，性质及其在ＰＶＡ渗透蒸发膜中的应用。实验中利用戊二醛合ＰＶＡ和环精糊低聚物交联的方法来制备ＰＶＡ／ＣＤ渗透蒸发膜，该膜具人优异的渗透蒸发特性。     

PMLG／PDMS三嵌段共聚膜的气体透过与分离特性

对聚L－谷氨酸－γ-甲酯（MLG）与聚二甲基硅氧烷（PDMS）合成的PMLG／PDMS A－B－A型三嵌段共聚膜的CO2吸附特性、扩散与透过特性及O2／N2的分离特性进行了系统的考察。研究结果表明：MSiM膜的CO2吸附行为受PMLG成份中无规区域的影响较大,无规区域对CO2的吸附有一定的抑制作用;共聚膜中PDMS成份较高时其CO2的扩散与透过性能为优;在B组份聚合度较低时,该膜的O2／N2的透过系数比随PMLG含率的减少而增加,显示出较好的O2／N2分离性能。     

壳聚糖渗透蒸发膜分离乙醇/水溶液

制备了壳聚糖(CS)渗透蒸发均质膜,考察了原液浓度、交联剂浓度、膜成型温度等不同制膜条件对膜分离性能的影响,讨论了料液浓度、温度等不同操作条件下该膜对乙醇／水体系的分离性能．     

用于渗透蒸发的多层复合膜的研究

本文讨论了渗透蒸发多层复合膜的膜材料的选择及其制作方法,并对渗透蒸发膜的发展趋势作了予测。     

硅橡胶膜在乙醇发酵-渗透蒸发耦合过程中的分离性能

为掌握乙醇发酵 -渗透蒸发耦合过程中的膜分离行为 ,在发酵液温度 30～ 4 0℃、糖浓度 0～ 10 0g/L以及有无细胞存在的实验条件下 ,测试了乙醇通过硅橡胶膜的传质分离速率。结果表明 ,发酵温度升高促进渗透蒸发 ,但乙醇产率同时降低 ,导致过膜总通量增加而乙醇通量无明显变化 ,说明耦合过程操作温度应以实现高浓度连续发酵为控制因素 ;糖浓度增加对水分子在膜面的吸附有抑制作用 ,导致水的渗透通量减少 ,从而相对提高了膜对乙醇的选择性 ,分离因子提高 ;发酵液中细胞的存在促进了膜面的传质 ,有利于乙醇的渗透蒸发 ,过膜通量增加。     

改性壳聚糖膜（Ⅰ—1）用于醇水混合物分离的研究

本文开发了一种用于醇水分离的改性壳聚糖膜(I—1),它具有很高的分离因子和大的渗透通量,可望在工业上得到应用。     

渗透蒸发用于分离C5中甲醇的研究

对用渗透蒸发膜分离方法去除C5中的甲醇进行了研究。选择具有极性基团的高分子聚合物作为膜材料 ,考察了不同膜材料及不同成膜条件下所得几种膜的渗透选择性和渗透通量。实验发现CA膜和PVA膜都是选择透过甲醇的 ,PVA膜具有优良的分离性能。制膜时所用的溶剂不同会影响所成膜的性质。另外 ,温度、压力和浓度对渗透通量和渗透选择性均有影响。升高温度和降低膜下游压力可明显提高膜的渗透通量     

侧链含PDMS的改性PUA复合乳液的制备与性能

采用阴离子自乳化法合成了聚氨酯分子侧链上含聚二甲基硅氧烷（PDMS）的改性水性聚氨酯-丙烯酸酯系列复合乳液（SiPUA）,主要探讨了氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧烷（AEAPS）含量对SiPUA乳液及其涂膜性能的影响．结果表明,AEAPS在SiPUA中质量分数为6％时,乳液稳定性良好;涂膜的吸水率明显降低,断裂伸长率增加,但拉伸强度有所减小．     

硅橡胶膜生物反应器苹果原汁发酵研究(I)

基于细胞生长更新和产物原位分离的思想,设计了一套硅橡胶膜生物反应器进行苹果原汁的发酵实验,对2种自然选育的苹果酒酵母和一种工业化的酿酒高活性干酵母进行驯化,筛选出了一株较为理想的发酵菌株2401(驯化糖度为13%).发酵-渗透蒸发耦合实验表明,25 ℃时细胞密度24 h即可达到108 个/ml,经过渗透气化分离出产物后,细胞浓度有所提高;发酵96 h,残糖浓度下降到4%以下;膜渗透蒸发分离出的渗透液中轻组分浓度w(当量乙醇)最高可达28%,渗透通量超过1000 g/(m2·h).改变膜器结构和扩大膜面积后进行了发酵实验.自制的硅橡胶复合膜表现出优良的性能.结果表明,该膜生物反应器系统用于苹果原汁发酵在产物原位分离和发酵液封闭循环及反应条件控制等方面具有独特优点,在苹果加工制造苹果白兰地和发酵苹果汁软饮料方面具有工业开发前景.     

An experimental investigation on phenol wastewater treatment from coal gasification by pervaporation with NaY molecular Sieve filling membrane

In the experiment,PDMS membrane with NaY molecular sieve filling were chosen as the experimental objects and the flux of phenol and removal efficiency of phenol as evaluation index,the effect of the system operating temperature,the flow rate,liquid membrane downstream pressure,operation time,and filling proportion of NaY molecular sieve on pervaporation treatment efficiency for wastewater from coal gasification were investigated. With the increase of temperature and feed flow rate,pervaporation flux and phenol removal efficiency increases. The decrease of the membrane downstream pressure and elevating NaY molecular sieve filling proportion may result in the increase of flux and then phenol removal efficiency improves. When NaY molecular sieve filling proportion is 45% ,treatment efficiency is the best for coal gasification wastewater containing 1850 mg/L phenol as the flux of phenol was 12948. 23 mg/(h·m2) .     

渗透汽化复合膜分离甲醇-水溶液的研究

用不同摩尔比的丙烯酸（AA）和丙烯腈（AN）进行水溶液共聚，把所得共聚物溶液刮膜，并夹在聚乙烯醇（PVA）缩甲醛交联膜之间制备渗透汽化复合膜，采用该膜对60％-90％醇-水溶液进行渗透汽化分离实验，并与自制的聚乙烯醇缩甲醛交联膜进行对比．结果表明：丙烯酸和丙烯腈单体摩尔比为1：1时，渗透汽化效果较好，在50℃分离90％的甲醇-水溶液时，渗透通量为2300g／（m^2·h），分离系数达到18；1：1共聚复合膜的渗透汽化分离指数约为41．4kg／（m^2·h），是聚乙烯醇缩甲醛交联膜的1．53倍．     

硅氮烷疏水改性介孔分子筛填充PDMS制备杂化复合膜及渗透汽化性能

采用硅烷偶联剂对介孔分子筛疏水改性,并将其掺杂在聚二甲基硅氧烷(PDMS)中涂覆在聚砜基膜上制备有机无机杂化复合膜.对疏水改性介孔分子筛进行了BET测试及FT-IR等表征.BET测试结果显示,改性前后孔径分布发生明显变化;从FT-IR图中看出,改性后介孔分子筛的羟基峰明显减小甚至消失并且出现烷基等特征峰.通过扫描电镜(SEM)观察了有机无机杂化复合膜的形貌结构,并研究了分子筛添加量、料液浓度和操作温度等对杂化复合膜渗透汽化性能的影响.结果表明:采用1,1,3,3-四甲基二硅氮烷对介孔分子筛疏水改性最有效;疏水改性后介孔分子筛/PDMS杂化复合膜对醇/水溶液有较好的分离效果,当分子筛填充质量分数为20%、操作温度为40℃、进料液质量分数为3%时,杂化膜对乙醇/水体系的分离因子最高为9.8,渗透通量为1 002 g/(m²·h),对正丁醇/水体系的分离因子最高为65.4,渗透通量为1402 g/(m²·h).     

丝素蛋白/聚丙烯腈共混膜的制备及性能研究

以饱和硫氰酸钠(NaSCN)水溶液为共溶剂制备了不同共混比的丝素蛋白(SF)/聚丙烯腈(PAN)共混膜,用溶度参数法及FTIR研究了SF/PAN共混体系的相容性,分析和讨论了铸膜液共混比、铸膜液温度、凝固浴组成等对膜结构与性能的影响,并用场发射扫描电镜(FESEM)观察了共混膜的表面和断面微观形貌.结果表明:SF与PAN具有部分相容性,其在成膜过程中会产生界面微孔;随共混膜中SF含量增加,共混膜呈孔隙率增大和截留率减小的变化趋势;随铸膜液温度升高,共混膜呈孔隙率和水通量增大的变化趋势;当凝固浴组分为50%乙醇水溶液时,所得共混膜孔结构较为疏松;SF的添加使PAN膜的水接触角明显减小,表明SF可有效改善PAN膜的亲水性.     

分离甲醇水溶液复合渗透汽化膜的制备与研究

用交联聚乙烯醇膜上下包覆添加纳米SiO2粉末的丙烯酸/丙烯腈共聚膜,制备出新型优先透水复合渗透汽化膜,通过扫描电镜、红外光谱分析等方法对复合渗透汽化膜进行了结构表征,并通过渗透汽化实验对甲醇质量分数为85%～98%的水溶液进行分离.结果表明:添加纳米SiO2粉末后膜的分离性有显著提高,当纳米SiO2质量分数达到0.15%时,在65℃对98%甲醇溶液进行分离,其分离因子可达1 534,通量可达583 g/(m2.h),与不添加SiO2纳米粉末的膜相比,分离因子可提高8倍.通过对不同浓度甲醇水溶液的分离实验确认,所制备的渗透汽化复合膜适用于高浓度甲醇溶液的分离.     

造孔剂EDTA对制备二氧化硅支撑体和MFI分子筛膜的影响

以微米级二氧化硅颗粒为原料,乙二胺四乙酸(EDTA)为造孔剂,用压片法制备了片状二氧化硅。然后以其为支撑体,使用晶种法制备了MFI型分子筛膜,并采用渗透汽化法测试了膜对乙醇/水混合体系的分离性能。综合考察了EDTA的来源,颗粒大小,合成时间等对所制备的MFI分子筛膜分离性能的影响,结果表明,小颗粒的EDTA有利于制备平整均一、致密的分子筛膜层,合成时间为4.0 h时的分子筛膜表现出较高的乙醇透过选择性。     

PVP改性PDMS/PAN中空纤维复合膜提升表面亲水性

为了改善气体分离复合膜中聚二甲基硅氧烷（PDMS）过渡层与极性分离层的界面结合,利用高极性的聚乙烯吡咯烷酮（PVP）修饰聚丙烯腈（PAN）中空纤维支撑的PDMS气体分离膜表面,以提高PDMS表面极性和亲水性并减少对气体渗透速率的不利影响. 利用X射线光电子能谱（XPS）证实利用溶液浸渍法可以将PVP接枝在PDMS表面对其修饰,并且随着浸渍时间的增加,PVP接枝量逐步增加,修饰效果逐渐增强. 实验结果表明,交联剂1,3,5-苯三甲酰氯（TMC）增强了PDMS表面的PVP接枝改性,PVP修饰使PDMS表面的水接触角降低到21.1°,显著提高了PDMS表面亲水性和极性,从而有利于PDMS层和极性分离层的紧密结合. PVP修饰使得CO₂对其他气体（H₂、CH₄、N₂）的选择性随TMC/PDMS摩尔比的增加而逐渐降低,气体选择性CO₂/H₂、CO₂/CH₄、CO₂/N₂的最大峰值分别为3.9、3.8、11.8.