PVTES渗透汽化优先透醇膜共聚改性的研究
生物发酵过程中常常用渗透汽化技术不断将发酵液中乙醇分离出来以减少生物抑制作用，渗透汽化技术的关键是渗透汽化膜材料，所以对渗透汽化膜材料的开发与改性尤为重要。本课题组前期研究开发了一种新型PVTES优先透醇膜，其渗透通量比商品化PDMS膜高1～2个数量级，但分离因子一般只有5左右，因此需要对PVTES膜改性以提高其分离因子。
本文利用含有柔性链段的有机硅改性物质X(二甲基二乙氧基硅烷(DMDES)、羟基硅油(HSO)和聚二甲基硅氧烷(PDMS))对PVTES进行共聚改性，制备了新型PVTES-X优先透醇膜（即PVTES-DMDES、PVTES-HSO和PVTES-PDMS膜）;通过PVTES-X和PVTES膜透醇性能的对比分析，并结合扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、接触角分析(CA)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、核磁谱图(29Si NMR)、X射线衍射(XRD)以及热重分析(TGA)等多种表征手段对膜的物化结构进行了表征，初步探索了优先透醇机理;系统考察了R/Si值、成膜温度、溶剂正庚烷用量、催化剂DBTL用量等制膜条件和料液温度、料液浓度等操作条件对PVTES-HSO膜渗透汽化分离低浓度乙醇/水溶液的影响。
实验结果表明:PVTES-X和PVTES膜表面结构致密平整，成膜性好;相对于PVTES膜PVTES-X膜分离选择性有所提高，且改性膜中PVTES-HSO膜的分离选择性最高。在成膜温度为60℃、R/Si为1.4、溶剂正庚烷用量为10g、催化剂DBTL用量为0.2g时，PVTES-HSO膜的渗透汽化性能较好，当渗透汽化分离35℃下9wt％的乙醇水溶液时，分离因子为6.6，渗透通量为8160g/(m2·h)。随着料液温度的升高，PVTES-HSO膜的分离因子基本不变，维持在6左右，渗透通量逐渐增大;随着料液浓度的增加，分离因子有所减小，渗透通量逐渐增大。
PVTES优先透醇膜;渗透汽化;共聚改性;分离因子
北京化工大学
硕士
化学工程与技术
张卫东
2013
中文
TQ028.8;TQ316.61
88
2013-12-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）