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将石脑油中的芳烃实现高效、低能耗的脱除,是目前工业的一个难点。在本文中,研究开发创新性的负载离子液体膜,即将对芳烃有良好溶解性的离子液体负载于陶瓷膜上,拟利用两者的协同效应,实现高效、低能耗的石脑油脱芳。
以异丙醇铝为原料,经溶胶凝胶法制得Y-Al2O3陶瓷膜。优化条件是:85℃硝酸解胶,90℃搅拌回流10个小时,加入溶胶总质量的2wt%的聚乙烯醇(PVA),两次涂膜一干燥,一次烧结。经扫描电镜(SEM)表征,Y-Al2O3陶瓷膜表面光滑连续,无缺陷,膜厚20μm左右,且与支撑体结合较好。Y-Al2O3膜平均孔径4.1 nm,分布较窄。
以正硅酸乙酯(TEOS)为原料,经溶胶凝胶法制得SiO2陶瓷膜。优化条件是:溶胶制备过程中添加甲基三乙氧基硅烷(MTES),二步法(分两次加入酸),多次涂膜一干燥,一次烧结。经SEM表征,SiO2膜表面光滑完整,无缺陷,膜厚在600 nm左右,且与Y-Al2O3膜结合较好。SiO2膜孔径约为1.8 nm。
将对芳烃/烷烃选择分离性较好的离子液体4-甲基-氮-丁基吡啶四氟硼酸盐([mebupy]BF4)涂在陶瓷膜上,制备得到的负载离子液体膜并将其用于石脑油脱芳的分离实验。各条件对分离结果的影响:不同的纳滤陶瓷膜即膜孔径的大小对分离的结果基本没有影响;时间越短,分离效果越好,时间越长,分离效果越差;涂上离子液体后,将液膜在60℃加热1小时,液膜稳定性提高,分离效果较好;涂离子液体一加热,多次循环,也能提高分离的结果。