NaA分子筛膜的制备及其在醇类脱水中的应用

采用水热合成法在莫来石支撑体上制备NaA分子筛膜,并利用渗透汽化技术对甲醇、乙醇、异丙醇和叔丁醇等不同分子尺寸的醇水体系进行脱水性能的研究,同时考察操作温度和原料液中水含量对膜的分离性能的影响.研究表明:在优化条件下制备出致密无缺陷的NaA分子筛膜,所制备的膜对几种醇类体系脱水都具有良好的分离效果,膜的渗透水通量随温度的升高而增加,分离因子略有下降;随着醇类分子尺寸的增大,膜的分离因子和水通量都呈增大趋势.     

中空纤维SAPO-34分子筛膜的制备及渗透汽化性能

采用二次生长法在α-Al_2O_3四通道中空纤维支撑体外表面合成SAPO-34分子筛膜,用于渗透汽化脱水分离。考察操作温度对分子筛膜渗透汽化性能的影响,并研究渗透汽化过程中膜结构性能的稳定性。结果表明:采用球磨晶种诱导合成出了高质量的SAPO-34分子筛膜,75℃下膜在异丙醇(90%)-水(10%)体系中,分离因子达到3 600,渗透通量为3.34 kg/(m~2·h);在乙醇(90%)-水(10%)体系中,膜的分离因子最高为419,渗透通量为1.19kg/(m~2·h)。SAPO-34分子筛膜具有良好的渗透汽化分离稳定性和耐酸性能。     

PVA-PFSA/PAN渗透汽化膜强化乙酸乙酯酯化脱水及工艺过程模拟

以聚丙烯腈(PAN)中空纤维超滤膜为底膜,以酒石酸(Tac)为交联剂,制备了聚乙烯醇(PVA)与全氟磺酸(PFSA)共混复合膜,并用于乙酸乙酯-水、乙酸乙酯-乙醇-水溶液的脱水研究。考察了分离乙酸乙酯-水二元溶液时,料液温度和含水量对复合膜分离性能的影响;40℃下分离含水2%(质量分数,下同)的乙酸乙酯水溶液时,其总渗透通量81.1 g/(m2.h),分离因子为1 890;考察了复合膜用于分离乙酸乙酯-乙醇-水(质量比90∶2∶8)三元溶液时,料液温度的影响及脱水效果。结果表明:40℃时复合膜对三元溶液的总渗透通量可达251.0 g/(m2.h),此温度下,只需12 h就可将含8%初始水的三元溶液脱水至4.66%。PVA-PFSA/PAN渗透汽化膜对乙酸乙酯体系的脱水效果良好,可应用于强化乙酸乙酯酯化生产工艺。利用Aspen Plus 11.1软件对工艺流程进行了模拟,结果表明:在同等操作条件下,渗透汽化膜强化酯化工艺流程相对于普通的反应精馏,提高了乙酸乙酯的单程收率和原料的转化率,简化了乙酸乙酯生产流程。     

CHA分子筛膜用于DMF渗透汽化脱水研究

将氧化钇稳定型氧化锆(YSZ)中空纤维载体上制备的CHA分子筛膜用于二甲基甲酰胺(DMF)渗透汽化脱水,系统考察了进料水含量和操作温度对膜分离性能的影响,并研究了CHA分子筛膜渗透汽化的长期稳定性。结果表明:膜的渗透水通量随进料水含量和操作温度的升高而增加;对于质量分数为10.0%水/DMF溶液,当操作温度为75℃时,CHA分子筛膜的初始渗透水通量和分离因子分别为5.7 kg/(m~2·h)和1 180;DMF分子在CHA分子筛膜表面和孔道内的吸附阻碍了水的渗透,膜的渗透水通量逐渐下降并在24 h后稳定在1.0 kg/(m~2·h)左右,渗透侧水质量分数稳定在99.0%以上。     

多元组分相互作用对T型分子筛膜蒸气渗透性能的影响

面向组成复杂的溶剂脱水需求,系统考察了T型分子筛膜对水-甲醇、水-乙醇、水-异丙醇二元体系及水-甲醇-异丙醇、水-乙醇-异丙醇三元体系的蒸气渗透分离性能。结果表明:在373 K下,当原料水质量分数为3%时,水-异丙醇体系中的水通量为1.05 kg/(m2·h),分别为水-甲醇和水-乙醇体系水通量的5倍和3.5倍;在水异丙醇体系中加入甲醇或乙醇后,由于甲醇或乙醇进入分子筛膜孔道内阻碍了水的传输,分子筛膜的水通量和分离因子均出现显著下降。通过孔度渗透的方法探讨不同组分与T型分子筛膜间的相互作用,结果表明:组分分子尺寸越小,其在膜孔内的吸附及毛细管冷凝现象越严重,随组分吸附量的增大,对膜孔的堵塞程度越大。研究显示T型分子筛膜的微结构具有良好的稳定性,不容易受组分的吸附行为的影响。     

管式聚二甲基硅氧烷/陶瓷复合内膜的制备及其渗透汽化应用

采用浸渍-提拉法在多孔管式陶瓷支撑体内表面制备完整无缺陷的聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜层。采用扫描电子显微镜(SEM)、渗透汽化(PV)性能测试等手段,研究支撑体孔径和涂膜时间对管式PDMS/陶瓷复合内膜的形貌和分离性能的影响。同时,考察丁醇-水体系中料液温度、料液中丁醇含量对管式PDMS/陶瓷复合内膜渗透汽化性能的影响,并对膜的渗透汽化长期稳定性进行了研究,将复合内膜的渗透汽化性能与复合外膜进行了比较。结果表明:复合膜均匀完整,有良好的过渡层。支撑体孔径较大的复合膜,其渗透通量更高。随涂膜时间的延长,膜厚依次增加,渗透通量下降,分离因子升高;随料液中丁醇含量增加,通量逐渐上升,分离因子先升高后下降;随操作温度的升高,通量和分离因子都有所增加。在料液温度为40℃、丁醇质量分数为1.5%的条件下连续运行180h,膜渗透总通量高达1 050 g/(m~2·h),选择性可达30。     

PDMS复合膜水中脱除乙醇渗透汽化传质过程分析

对聚二甲基硅氧烷（PDMS）/聚砜（PS）复合膜从低浓度乙醇水溶液中脱除乙醇的渗透汽化过程进行了研究。考察了操作温度、料液浓度及流速对渗透通量的影响,并对其传质过程进行分析。结果表明,乙醇渗透通量随料液温度、浓度及流速的增加而增大;利用Wilson图解法确定膜阻,并计算液相传质系数,进而获得传质准数关联式;在此传质过程中,液膜阻力占总阻力50%以上,表明液膜阻力对该渗透汽化过程有较大影响。     

无机渗透汽化膜乙醇脱水的中试实验研究

渗透汽化作为一种新型膜分离技术,其突出优势是能够实现精馏、萃取、吸收等传统方法难以完成的分离任务,具有高效、节能、环保、不引入第三组分等优点。选用无机渗透汽化膜中试装置对镇平生产的纤维乙醇进行浓缩脱水实验,考察用该装置乙醇的脱水效果,为工业放大提供参考依据。     

膜共混组成及膜厚对 CS/PVA-PAN渗透汽化膜分离性能的影响

考察了共混组成及膜厚对CS/PVA PAN膜渗透汽化性能的影响。结果发现,当膜中乙醇含量为40wt%以及膜厚为20μm时,膜的渗透汽化性能最好。     

STUDY ON PERVAPORATION-ESTERIFICATION REACTION COUPLED MEMBRANE PROCESS

制备了活性分离层厚度为１～１０μｍ的ＰＰＶＡ／ＰＡＮ渗透汽化复合膜，并将其用于乙醇／水恒沸混合物的分离及乙酸和正丁醇酯化制乙酸正丁酯的酸催化反应过程．实验中发现，所制备的复合膜具有很好的热稳定性和抗溶剂性，并具有非常高的水渗透选择性和适宜的通量．在所考察的工艺条件下，乙酸的转化率和乙酸正丁酯的收率在较短的操作时间内即可达到或接近１００％．     

明胶膜醇／水渗透汽化性能的研究

用牛骨胶制备明胶膜,用于乙醇/水混合物的渗透汽化分离研究,结果表明,该膜在常温下分离85％乙醇时运行3h便可到达稳定操作状态;料液中醇含量增大、膜的分离系数提高但通量下降;而温度升高或汽相侧真空度提高都能导致膜通量与分离系数的同时提高。     

壳聚糖复合膜渗透化法分离乙醇／水混合物

将壳聚糖 (CS)和聚乙烯醇 (PVA)混合物涂到聚丙烯腈 (PAN)中空纤维内表面 ,通过适当的交联制成壳聚糖复合膜。研究了乙醇水液体混合物在膜中的渗透汽化性能 ,讨论了料液浓度、温度对膜分离性能的影响。结果表明 ,CS PVA/PAV膜具有优异的渗透选择性能 ,当料液乙醇含量为 95wt%时 ,6 0℃和 70℃渗透通量为 310g/(m2 ·h)和 433g/(m2 ·h) ;分离因子为 116和 12 7,渗透通量与温度呈Arrhenius关系     

多元酸交联聚乙烯醇膜渗透汽化分离性能研究

用多元酸作交联剂与聚乙烯醇（ＰＶＡ）进行反应制得渗透汽化膜,对水－乙醇进行渗透汽化分离。研究了膜溶胀平衡过程,考察了料液组成对膜渗透汽化性能的影响。     

添加碱金属氯化物的聚乙烯醇改性膜用于水-乙醇渗透汽化分离

用碱金属氯化物对聚乙烯醇进行改性制得渗透汽化膜,并用于水-乙醇渗透汽化分离.热分析结果表明盐的加入增加了膜的热稳定性.膜的溶胀度的测试结果表明随浸泡液中水含量增加,膜的溶胀度增大.渗透汽化结果表明膜中含盐量对膜渗透汽化性能影响很大.     

PVA与PAN复合膜分离乙醇—水溶液的渗透汽化放大试验

在渗透汽化放大试验装置上,针对乙醇水体系,考察了板框式膜组件的结构合理性和大面积复合膜的稳定性,研究了不同料液流量、料液浓度和料液温度对膜分离性能的影响。实验结果表明,大膜分离性能稳定,膜分离性能在料液流量为０２～０８０Ｌ／ｓ的范围内基本不变,并且总渗透通量及水通量的对数值与料液浓度、料液温度的倒数分别呈线性关系;超薄板框式膜组件设计合理,结构紧凑,有效地抑制了膜料液侧的浓差极化。     

PVA-MA 酯化交联膜的制备及性能表征

介绍了聚乙烯醇（ＰＶＡ）与马来酸（ＭＡ）酯化交联膜的制备及性能表征。ＰＶＡ与ＭＡ在浓硫酸催化下，高温脱水酯化交联。利用红外光谱（ＩＲ）、拉伸强度分别表征了交联膜的化学结构及力学性能。在沸水中测定了ＰＶＡ交联膜的耐水性，将ＰＶＡ与聚丙烯腈（ＰＡＮ）制成ＰＶＡ－ＰＡＮ交联复合膜用于渗透汽化法分离乙醇—水混合物。研究了交联度与复合膜渗透汽化特性之间的关系。     

添加碱金属氯化物的聚乙烯醇改性膜用于水乙醇渗透汽化分离

用碱金属氯化物对聚乙烯醇进行改性制得渗透汽化膜,并用于水乙醇渗透汽化分离．热分析结果表明：盐的加入增加了膜的热稳定性．膜的溶胀度的测试结果表明：随浸泡液中水含量增加,膜的溶胀度增大．渗透汽化结果表明：膜中含盐量对膜渗透汽化性能影响很大     

多元酸交联聚乙烯醇渗透汽化膜

用多元酸作交联剂与聚乙烯醇（ＰＶＡ）进行反应制得渗透汽化膜,并对水－乙醇混合物进行渗透汽化分离。考察了交联剂用量、交联剂分子结构对膜性能的影响。在４０℃时,由草酸及柠檬酸交联的聚乙烯醇膜对９５％的乙醇水溶液,分离系数可达４６０以上。     

渗透汽化膜法乙醇脱水

介绍了渗透汽化技术的特点和应用范围，并以年处理95%乙醇原料5000t的设计能力为例，给出了渗透汽化膜法乙醇脱水的工艺流程和投资估算。     

磁性水凝胶的制备及其在正渗透中的应用

在Fe3O4纳米磁流体存在的情况下,将强离子型单体2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠(AMPS)与温敏单体N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)共聚,制备了磁性水凝胶[P(NIPAM-co-AMPS)/MNPs],并将其用作正渗透汲取剂.表征结果证实:磁性水凝胶显示超顺磁性,其饱和磁化强度与Fe3O4磁性纳米粒子(MNPs)含量呈线性关系.正渗透实验结果表明:引入MNPs对磁性水凝胶水通量影响很小,不同MNPs含量的磁性水凝胶在0.5h内平均水通量范围为2.22~2.52L·m-2·h-1;在不同膜方向模式下,磁性水凝胶表现出可忽略的水通量差异,可避免稀释内部浓差极化问题,同时具有重复使用的优点;在温度刺激下(65℃),引入MNPs可提高磁性水凝胶的脱水效率,质量分数为9.0%的MNPs的磁性水凝胶在最初20min内的脱水率是不含MNPs水凝胶的3.2倍.