含醚氧基團共混膜的丁醇-水滲透汽化性能研究.pdf

1、作為一種新型高級生物燃料，生物丁醇在替代汽油燃料方面比乙醇更具優(yōu)勢。生物丁醇主要通過ABE發(fā)酵法生產，但丁醇對發(fā)酵菌種具有毒性，抑制其活性，影響生產效率。采用滲透汽化膜分離技術與ABE發(fā)酵耦合，可連續(xù)快速移出發(fā)酵產物，減少其對微生物的抑制作用，從而有效提高發(fā)酵產率和整個過程的經濟性。高滲透通量和高選擇性滲透汽化膜的研究和制備，是ABE發(fā)酵-滲透汽化耦合工藝實現工業(yè)化應用的關鍵之一?；谌芙鈹U散理論，含聚氧乙烯結構的聚合物(PEO或PEG

2、)是有潛力的丁醇滲透汽化分離膜材料。本文采用活性負離子聚合方法合成PE-b-PEO嵌段共聚物，以PEG和PEO為添加劑制備共混膜，研究其丁醇/水滲透汽化分離性能，結論如下:
　　(1)采用單體活化順序負離子聚合方法合成PB-b-PEO嵌段共聚物，并對環(huán)氧乙烷聚合反應動力學進行了研究，結果表明:當[Al]/[Li]較小時([Al]/[Li]=6)，環(huán)氧乙烷的動力學曲線中存在明顯的誘導期;隨著[Al]/[Li]增大（[Al]/[Li]

3、=10和14），誘導期受到抑制，聚合反應速率增大。將PB-b-PEO嵌段共聚物進行常壓非催化加氫，成功制備了PE-b-PEO嵌段共聚物，并用凝膠滲透色譜(GPC)、氫核磁共振譜(1H-NMR)以及傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)等方法對嵌段共聚物的結構進行了表征。
　　(2)以PE-b-PEO嵌段共聚物為膜材料，分別以PEG1500和PEO4，000，000為添加劑，通過溶劑揮發(fā)法制備共混均質膜，研究其丁醇/水滲透汽化分離性能。隨

4、著聚氧乙烯類添加劑含量的增加，共混膜的滲透通量和分離系數均增大。添加劑含量相同時，PEPEO/PEO共混膜的滲透汽化性能優(yōu)于PEPEO/PEG共混膜。采用PEPEO/PEO-30共混膜，研究了原料液濃度及操作溫度對丁醇/水滲透汽化分離性能的影響。結果表明，隨著原料液濃度的增大，共混膜的滲透通量呈線性增大，分離系數減小。隨著操作溫度的升高，共混膜的滲透通量和分離系數均增大，且丁醇和水的滲透通量與溫度的關系符合Arrhenius方程，丁醇滲