【摘 要】
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渗透汽化是一种无污染、节能的分离均相液体溶液的膜分离技术,其中优先透过有机物的渗透汽化工艺还未能实用化,具有广泛的应用前景.本论文以提高分离过程的选择性和通量为目
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渗透汽化是一种无污染、节能的分离均相液体溶液的膜分离技术,其中优先透过有机物的渗透汽化工艺还未能实用化,具有广泛的应用前景.本论文以提高分离过程的选择性和通量为目标,以乙醇、乙酸等有机物水溶液为对象,在制备的聚二甲基硅氧烷(PDMS)均质膜基础上,从离子液体耦合工艺和蒙脱石填充膜材料两方面对渗透汽化分离性能的改进进行了探索.以自制PDMS均质膜对乙醇/水和乙酸/水体系进行了渗透汽化研究,随料液中有机物含量的增加,透过液浓度和通量均增加,而分离因子降低;随操作温度的增加,透过液浓度、通量和分离因子均增加.PDMS膜对乙醇/水体系表现出较好的优先透醇性质,可将乙醇在溶液中的浓度提高3~7倍;但常温下对乙酸/水体系却优先透水,当温度达60℃以上时才表现为优先透酸.对离子液体从水中萃取有机物的研究表明疏水性的咪唑类六氟磷酸盐离子液体具有从水中萃取富集有机溶剂的能力,将其以薄层形式附着于PDMS膜上组成的耦合分离工艺,在对乙酸/水和工业含酸废水的分离上都表现出更好的性能.选择性随离子液体层厚增加而增加,通量随离子液体层厚增加而降低.且证实离子液体在渗透汽化过程中不透过PDMS均质膜.以有机柱撑蒙脱石为填充剂制备了填充PDMS膜.此填充膜对乙醇/水体系的渗透汽化选择性和通量都大大高于纯PDMS膜;其对酸/水的分离效果大大高于纯PDMS均质膜,尤其是通量达到了商用复合膜的水平,但在较低的温度范围内选择性和通量都随温度的升高而降低.离子液体在操作中能透过填充膜,使得填充膜不能用于离子液体与渗透汽化的耦合工艺.填充膜的不同的分离特性可能是来自于蒙脱石的吸附性及其层间柱撑通道的影响,需要更深入的研究以对其分离机理进行探索.
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