【摘 要】
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丁醇不仅是优良的有机溶剂和重要的化工原料,也是一种很有前景的生物燃料。渗透汽化膜分离技术和ABE发酵过程耦合,能够提高发酵产率和过程的经济性,其工业应用在很大程度上取
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丁醇不仅是优良的有机溶剂和重要的化工原料,也是一种很有前景的生物燃料。渗透汽化膜分离技术和ABE发酵过程耦合,能够提高发酵产率和过程的经济性,其工业应用在很大程度上取决于高性能膜材料的研发。本文结合负离子聚合方法和常压非催化加氢技术,合成聚乙烯-b-聚环氧乙烷嵌段共聚物(PE-b-PEO),作为渗透汽化分离膜材料,研究其丁醇/水分离性能。以正丁基锂为引发剂,三异丁基铝为添加剂,通过单体活化顺序负离子聚合方法合成聚丁二烯-b-聚环氧乙烷嵌段共聚物(PB-b-PEO),然后采用对甲苯磺酰肼进行常压非催化加氢反应,得到聚乙烯-b-聚环氧乙烷嵌段共聚物(PE-b-PEO)。应用该方法合成了一系列窄分子量分布的PE-b-PEO嵌段共聚物,并用凝胶渗透色谱(GPC)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR).氢核磁共振谱(1H-NMR)表征聚合产物的结构组成。结果表明,所制备的嵌段聚合物具有预定的结构,且分子量可控。采用熔融法制备PE-b-PEO嵌段共聚物均质膜,研究共聚物的嵌段比和分子量对丁醇/水渗透汽化分离性能的影响,发现随PE聚合度增加,丁醇/水的分离性能降低,并且PE聚合度决定了嵌段共聚物膜的机械性能;随PEO聚合度的增大,丁醇/水分离系数增大。同时,以E1860EO45嵌段共聚物膜为对象,考察了原料液浓度、操作温度对PE-b-PEO共聚物膜的渗透汽化分离性能的影响。结果表明,随着原料液浓度的增加,渗透通量呈线性增加,分离系数下降;随着温度上升,PE-b-PEO膜的渗透通量和分离系数均增加,且温度对渗透通量的影响符合Arrhenius关系式。
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