氯硅烷改性ZSM-5填充PDMS复合膜渗透汽化透醇性能

采用十二烷基三氯硅烷对ZSM-5型沸石进行表面修饰改性,并用FT-IR,CA和BET等对改性前后的沸石特征进行分析表征,改性后的沸石表面憎水性增强,比表面积有所下降.将改性后的沸石填充到硅橡胶中制备出了PDMS/ZSM-5杂化膜,并将其用于乙醇/水稀溶液的分离,在40℃下,进料乙醇浓度为5%(质量分数)时,其分离因子最高可达15.8,渗透通量为202.95g/(m~2·h).     

PTFE-PDMS/PVDF复合膜制备及其渗透汽化性能

制备了以聚偏氟乙烯PVDF超滤膜为底膜的聚四氟乙烯PTFE超细粉体填充聚二甲基硅氧烷PDMS复合膜,并用于氯仿水溶液体系的渗透汽化。采用SEM和接触角分析研究了膜结构及表面性能。研究了PTFE:PDMS质量比、料液流速、料液浓度对渗透汽化性能的影响;采用串联阻力模型分析了渗透汽化氯仿水溶液的传质过程。研究表明,填充PTFE提高了PDMS膜渗透汽化性能;流量大于200 mL min 1时渗透汽化传质阻力主要由膜阻力控制;在流速低于200 mL min 1时,浓差极化产生的氯仿传质边界层阻力最大可达膜阻力的29倍。     

沸石填充硅橡胶渗透汽化膜的制备及其优先透醇性能研究

由ZSM-5沸石和聚二甲基硅氧烷(PDMS)制备超薄沸石填充PDMS复合膜,考察沸石填充量、沸石结构中硅铝比和操作温度对沸石填充硅橡胶膜渗透汽化性能的影响。结果表明,超薄复合膜的制备可以改善渗透通量小的缺陷。沸石填充量30%时分离因子最大;具有相同填充量的PDMS膜,硅铝比较大的填充膜,其分离因子和渗透通量均较高;随着操作温度的升高,复合膜分离因子先升高后降低,在50℃达到最大值,其渗透通量呈升高趋势。     

沸石填充硅橡胶渗透汽化膜的制备及其优先透醇性能研究

由ZSM-5沸石和聚二甲基硅氧烷(PDMS)制备超薄沸石填充PDMS复合膜,考察沸石填充量、沸石结构中硅铝比和操作温度对沸石填充硅橡胶膜渗透汽化性能的影响。结果表明,超薄复合膜的制备可以改善渗透通量小的缺陷。沸石填充量30%时分离因子最大;具有相同填充量的PDMS膜,硅铝比较大的填充膜,其分离因子和渗透通量均较高;随着操作温度的升高,复合膜分离因子先升高后降低,在50℃达到最大值,其渗透通量呈升高趋势。     

PSF支撑层结构对PDMS复合膜渗透汽化性能的影响

以4种不同结构的聚砜(PSF)作为支撑层,制备PDMS/PSF渗透汽化复合膜,考察其用于乙醇/水体系的分离性能,以研究支撑层结构对渗透汽化复合膜分离性能的影响。采用SEM和EDX分析复合膜表层结构,结果表明,支撑层结构几乎不影响复合膜的选择性,但对膜通量有较大影响,特别是支撑层的表面结构对复合膜性能的影响比断面结构更明显。     

PDMS膜在ABE连续发酵中的渗透汽化性能研究

构建了膜生物反应器封闭循环ABE连续发酵系统,研究了系统中PDMS膜的渗透汽化性能.实验共进行2轮,第一轮进行274 h,采用发酵-渗透汽化间歇耦合的方式;第二轮进行312 h,前196 h采用发酵-渗透汽化连续耦合,之后实行间歇耦合.间歇耦合操作模式下,2轮的丁醇分离因子分别为11.00和12.94,总通量分别为711.07和579.98 g/(m2·h);连续耦合操作模式下,第二轮丁醇分离因子为5.54,总通量为555.80g/(m2·h).实验中膜性能稳定,分离性能良好,未出现膜堵塞和膜破损现象.     

PTFE对PDMS复合膜在低浓度有机物水溶液中渗透汽化性能的影响

制备了聚四氟乙烯（PTFE）超细粉体填充聚二甲基硅氧烷（PDMS）复合膜,通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、热失重分析仪等测试仪器对复合膜进行了表征,利用低浓度有机物（乙醇、丙酮、正丙醇）水溶液体系进行渗透汽化,并由单组分溶解实验计算了有机物（乙醇、丙酮、正丙醇）在复合膜中的溶解度。结果表明,PTFE含量由0增加至10 %（质量分数,下同）时, 复合膜的表面积及热稳定性得到了提高,有机物乙醇、丙酮、正丙醇在复合膜中的溶解度分别由0.0923、0.1589和0.2691 g/g提高至0.0991、0.1678和0.2773 g/g;加入PTFE后提高了复合膜的渗透汽化性能。     

偶联剂对纳米二氧化硅/PDMS复合膜渗透汽化性能影响的研究

用3种硅烷偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷(AMES)、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MEMS)、十六烷基三甲氧基硅烷(HEMS)分别对纳米二氧化硅粒子进行改性,利用制备的改性粒子与PDMS制备了一系列平板复合渗透汽化分离膜,用于乙醇/水溶液分离.实验结果表明:复合膜的渗透汽化性能得到显著的提高.3种改性粒子在提高渗透通量方面:HEMS＞MEMS＞ AMES;在提高分离因子方面,MEMS与AMES对复合膜的影响十分接近,而HEMS远小于前两者.当MEMS改性二氧化硅的质量分数为4％时,在40℃质量分数为10％的乙醇/水溶液中,复合膜的分离因子达到最高值11.17,渗透通量为216.1g/(m2 ·h).     

有机硅烷交联PDMS/陶瓷复合膜的制备及渗透汽化汽油脱硫性能

采用有机硅烷γ-氨丙基三甲氧基硅氧烷（APTMS）,对聚二甲基硅氧烷（PDMS）进行交联改性,以ZrO₂/Al₂O₃陶瓷复合膜为支撑体,制备了一系列有机硅烷交联的PDMS/陶瓷复合膜。通过扫描电镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）、热重分析（TGA）对改性效果和膜结构进行了表征。将所制备的PDMS/陶瓷复合膜应用于渗透汽化脱除模拟汽油中的有机硫化物（噻吩）,考察了交联剂APTMS含量、操作温度、料液含硫量等因素对复合膜渗透汽化脱硫性能的影响。实验结果表明,有机硅烷交联的PDMS膜相比于传统正硅酸乙酯（TEOS）交联的PDMS膜,通量和硫富集因子均有所提高。随着进料温度和原料液中硫含量的升高,膜的渗透通量均增大,而硫富集因子均减小。当APTMS质量分数为15%、进料温度为25℃、噻吩质量浓度为100mg/kg时,渗透通量为0.46 kg/（m²·h）,硫富集因子达到3.5。     

A型沸石分子筛膜微波合成及渗透汽化性能

引　言沸石分子筛具有均匀的分子尺寸微孔结构和良好的热稳定性、机械强度、催化作用 ,是当前无机膜材料研究的热点之一 .沸石分子筛膜合成方法主要有原位水热合成法和汽相合成法 ,应用这些方法已成功合成出Ａ型[1] 、Ｙ型[2 ] 、Ｐ型[3 ] 、ＭＦＩ等[4 ] 等沸石分子筛膜 .Ａ型沸石分子筛由于具有0 .3～ 0 .5ｎｍ的有效孔径和三维孔道结构 ,亲水性强 ,有可能在小分子气体如低碳烃类分离及有机物脱水等方面得到应用 .Ｊａｎｓｅｎ等[5] 认为晶体粒径愈大 ,产生堆积孔径愈大 ,所合成的沸石分子筛膜存在缺陷可能性愈大 .但从文献报道看 ,沸石分…     

无机盐对聚二甲基硅氧烷/陶瓷复合膜渗透汽化性能的影响

将渗透汽化应用于醇/水体系的分离,具有诸多显著的优势。然而,目前的研究大都基于二元体系,而实际的应用体系是多元的,还包含少量无机盐和糖类等,它们的存在对膜的性能具有一定的影响。本文研究了NaCl、KCl和MgCl2 3种无机盐的加入对聚二甲基硅氧烷 （PDMS）/陶瓷复合膜渗透汽化性能的影响。结果表明,在313 K,无机盐的加入使复合膜的分离因子和通量均有所提高。其中二价盐MgCl2对渗透汽化性能的影响最为显著,分离因子最大提高到醇/水体系的2.8倍。而一价盐NaCl和KCl的加入,使分离因子分别提高为醇/水体系的2.5倍和2.4倍。同时借助于Setschenow扩展方程计算了乙醇活度,对实验结果进行了初步的解释。     

模拟的发酵液组分对聚二甲基硅氧烷/陶瓷复合膜渗透汽化性能的影响

对所制备的聚二甲基硅氧烷（PDMS）/陶瓷复合膜进行了渗透汽化性能表征。通过在乙醇-水混合体系中添加不同的模拟发酵液组分;如葡萄糖（多羟基醛）、甘油（多元醇）、丁二酸（有机酸）、KCl（无机盐）;考察了各组分对复合膜渗透汽化性能的影响。研究发现：在333 K下;在乙醇浓度为65 g·L-1的混合物中添加不同浓度的第三组分;有机添加物对膜的渗透汽化性能没有明显影响;而无机盐的加入使膜的分离因子稍有提高。所制备的PDMS/陶瓷复合膜;在上述渗透汽化过程中表现出良好的稳定性和对乙醇的优先选择性;渗透通量和分离因子（醇/水）分别在4.5～4.7 kg·m^-2·h^-1、8.3～10.3之间。     

PDMS/TEOS杂化氧敏感膜的研究

聚二甲基硅氧烷和四乙氧基硅氧烷交联杂化的同时固定荧光指示剂4,7-二苯基-1,10-菲咯啉钌,制备的氧敏感膜有良好的响应可逆性,对氧饱和水溶液和对氮饱和水溶液测定的相对标准偏差分别为1.81%（n=6）和0.99%（n=6）,响应时间小于30 s。水溶液中溶解氧浓度在0～43.4 mg/L范围内线性良好,线性相关系数0.994 8,检测限为0.42 mg/L。该氧敏感膜的制备工艺简单,条件易控,且具有良好的机械性、柔韧性和高疏水性,可快速灵敏的测定水中溶解氧。     

Simultaneously enhancing interfacial adhesion and pervaporation separation performance of PDMS/ceramic composite membrane via a facile substrate surface grafting approach

A facile substrate surface silane-grafting approach was demonstrated to enhance both interfacial adhesion and pervaporation separation performance of PDMS composite membrane. With C₁₆ grafted ceramic substrate, the PDMS/ceramic composite membrane exhibited up to 1.7 times stronger interfacial adhesion force between separation layer and substrate layer, meanwhile 1.5 times larger butanol/water separation factor that is higher than state-of-the-art membranes. This novel approach paves a new avenue to developing composite membranes with high and stable separation performance.     

支撑层对硅橡胶复合膜渗透汽化分离性能的影响

引言 为了扩大渗透汽化技术的应用领域,科研工作者需要进一步增强渗透汽化膜的分离性能.从工业化的观点而言,用于实际应用的渗透汽化膜大多是复合膜,它由选择层(或分离层)和支撑层组成.一般认为,选择层决定着复合膜的选择性和通量,支撑层起支撑和机械稳定作用.Nijhuis[1]在从甲苯-水体系中分离甲苯的过程中对均质膜和以聚砜为支撑层的复合膜的分离性能进行了比较;Sturken[2]分别用聚醚酰亚胺和聚偏氟乙烯为支撑层的硅橡胶膜从二氯乙烷-水体系中提取二氯乙烷,他们得到了相同的结论:支撑层的影响可以忽略.然而Scholz[3],Heinzelmann[4],Rautenbach[5],Borges[6],Vankelecom[7],Farooq[8],Lipnizki[9]等均在各自研究中发现,由于基膜和分离层的物理化学性质以及制膜方法等众多因素的存在使得支撑层在一定程度上影响复合膜的分离性能;Feng[10]对均质硅橡胶膜和有微孔支撑层的硅橡胶复合膜的分离性能进行了比较,发现均质硅橡胶膜优先透过异丙醇,而有微孔亲水性支撑层的硅橡胶复合膜则优先透过水,这表明在一定的情况下,支撑层甚至起主导作用并能够决定复合膜的分离性能.因此,通过系统研究以不同多孔材料为支撑层的复合膜对有机物-水溶液的分离性能的影响,能够找到最优的复合膜支撑层,从而能够提高复合膜的分离性能.然而,至今关于支撑层对渗透汽化膜分离性能影响的系统研究仍相当少.     

The influence of membrane formation parameters on structural morphology and performance of PES/PDMS composite membrane for gas separation

In this study, influence of membrane preparation parameters on structural morphology and performance of polyethersulfone/polydimethylsiloxane (PES/PDMS) composite membrane was investigated for gas separation. Asymmetric PES flat sheet membranes were composed by phase inversion method and used as supports. PES composite membranes were fabricated by coating silicone rubber as selective layer on the top surface of support. Effects of different concentrations of PES and PDMS, solvent type, and support thickness on membrane performance were investigated for separation of oxygen from nitrogen. The optimized superior membrane was further modified using polyvinylidenfluoride, methanol and ethanol as additives in PES solutions and/or in water coagulation bath to promote the membrane capability. The results showed that addition of ethanol and methanol in cast solution and coagulation bath can greatly affect the morphology and hence the performance of the prepared membranes. The permeance changes have the contrary trend with solubility parameter difference between solvent and nonsolvent mixture, for instance when this parameter difference was lowest, higher permeance was obtained. Support and coating polymer concentration can control the permeance. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2011     

硅橡胶复合膜处理含酚废水

采用了一种新的硅橡胶复合中空纤维膜处理苯酚废水。实验中复合膜硅橡胶厚度小于10μm,较前人使用硅橡胶管处理废水时苯酚的透过速率大大加快。处理高浓度（8.977 g/L）和低浓度（0.939 g/L）的苯酚废水时,去除效果分别能达到99.9%和96.9%。通过相应的模型计算,低浓度苯酚传质系数能达到3.92×10－7m/s,比硅橡胶管处理苯酚废水传质系数（1.29×10－7m/s）有很大的提高。实验发现碱液的浓度对苯酚传质系数没有太大的影响,与作者的传质模型比较吻合。也研究了含氯化钠的苯酚的传质,发现氯化钠的存在大大增加了苯酚的传质系数。     

In situ cross‐linked‐PDMS/BPPO membrane for the recovery of butanol by pervaporation

In this study, an in situ crosslinked polydimethylsiloxane/brominated polyphenylene oxide (c‐PDMS/BPPO) membrane on ceramic tube has been prepared for the recovery of butanol by pervaporation. A series of BPPO with different bromide‐substituted ratio were firstly synthesized through Wohl–Ziegler reaction. BPPO and PDMS were sequentially assembled and in situ crosslinked to form the final c‐PDMS/BPPO membrane. The results of solid‐state NMR and Differential Scanning Calorimeter demonstrated that the c‐PDMS/BPPO copolymer has a crosslinking structure and the SEM result proved the coverage of ceramic tube by copolymer layer. The effects of preparation conditions including dipping time and bromide‐substituted ratio of BPPO on the membrane performance were studied. The pervaporation experiments of butanol–water mixture indicated that the c‐PDMS/BPPO membrane exhibited an acceptable flux of 220 g·m^?2·h^?1 and high separation factor of 35 towards butanol, when the bromide‐substituted ratio was 34 wt % and the dipping time was 1.33 h. Moreover, the c‐PDMS/BPPO membrane performed excellent stability in an about 200 h continuous butanol recovery, as compared to the PDMS membrane. © 2013 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci., 2014 , 131, 40004.