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汽油中的有机硫燃烧后会造成严重的环境危害,如酸雨、雾霾等,因此许多国家和地区已经严格立法控制汽油中的有机硫含量。我国由于特殊的汽油构成催化裂化汽油占比巨大,深度脱硫迫在眉睫。膜法脱硫作为新兴的脱硫技术,因其高效、环保等诸多优势受到广泛关注。本研究从过渡金属离子与有机硫之间的络合作用入手,以聚二甲基硅氧烷为基膜,制备了多种金属离子改性的聚二甲基硅氧烷(PDMS)脱硫膜,系统的研究了改性对膜渗透汽化性能的影响以及金属离子在噻吩跨膜传质中起到的作用。本文首先选取亚氨基二乙酸作为螯合剂,以化学接枝的方法在PDMS膜表面引入金属离子,制备了用于渗透汽化脱硫的PDMS-Cu,PDMS-Zn,PDMS-Mn膜,红外光谱(FTIR)及X射线光电子能谱(XPS)结果证明金属离子成功负载于膜表面,扫面电子显微镜(SEM)显示金属离子在膜表面分布均匀。通过多种表征方法对金属离子改性膜进行分析,结果显示改性膜具有更小的自由体积和更高的耐溶胀性能,同时膜的机械性能和热稳定性得到增强。膜性能测试结果显示,随着温度的升高PDMS-M膜的渗透通量和富硫因子均增加,这是由于金属离子的空d轨道接受噻吩硫原子的孤对电子从而形成了π络合物,提高了膜的渗透汽化性能。三种金属离子改性膜在操作温度为75℃,料液浓度为200ppm时达到最佳分离效果,此时三种膜的渗透通量为PDMS-Cu:2.08kg/(m~2h),PDMS-Zn:2.1 kg/(m~2h),PDMS-Mn:2.12 kg/(m~2h),富硫因子为PDMS-Cu:4.24,PDMS-Zn:4.4,PDMS-Mn:3.63。随后,通过金属配位理论选取与硫结合性较强的Ag、Cd、Pb作为改性金属,并通过软硬碱规则选取γ-巯基丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)作为络合剂,制备了用于渗透汽化脱硫的PDMS-Ag,PDMS-Cd,PDMS-Pb膜。表征结果显示,经过改性的膜具有良好的耐溶胀性能和热稳定性。性能测试结果显示软酸金属改性的PDMS膜具有更高的脱硫性能,在作温度为75℃,料液浓度为200ppm时三种金属离子改性膜的渗透通量为PDMS-Ag:2.12 kg/(m~2h),PDMS-Cd:1.89 kg/(m~2h),PDMS-Pb:1.5 kg/(m~2h),富硫因子为PDMS-Ag:5.6,PDMS-Cd:4.4,PDMS-Pb:4.9。