耐溶劑納濾用于混合溶劑分離的研究.pdf

1、耐溶劑納濾(solvent-resistant nanofiltration，SRNF)是把納濾操作引入到有機相中的過程，是一項發(fā)展?jié)摿薮蟮男屡d分離技術(shù)。在石油化工、食品行業(yè)、制藥行業(yè)等方面有著良好的應(yīng)用前景，有操作簡易、節(jié)約能源、高效、環(huán)保、不需引入新的其他添加劑等優(yōu)點。目前，耐溶劑納濾應(yīng)用多局限于實驗室小試或中試階段，大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用比較少。若能找出影響SRNF傳質(zhì)的關(guān)鍵因素，必將拓寬SRNF在各個方面的應(yīng)用，加快SRNF工業(yè)化進

2、程。
　　 本論文將SRNF引入混合溶劑的分離過程中，系統(tǒng)研究了SRNF用于混合溶劑分離的可能性，嘗試找出影響溶劑分離的關(guān)鍵因素。首先考察了不同種類的純?nèi)軇┩ㄟ^商用SRNF膜（MPF-44、MPF-50、StarMem 240、DuraMem 150）的過程，確定了溶劑的極性、粘度、溶解度參數(shù)及表面張力這四個參數(shù)對其過膜的通量影響最大。根據(jù)確定下來的這四個參數(shù)，對混合溶劑通過膜的過程進行單因素或多因素考察，設(shè)計了9種典型的二元混

3、合溶劑體系。并選取了有代表性的一系列SRNF膜，系統(tǒng)考察這些膜對9種混合溶劑體系的分離效果。其中，DuraMem 150膜對乙醇-正己烷體系有顯著分離效果，分離因子在6左右，第一次明確證實了SRNF過程用于混合溶劑分離的理論可行性。對于有明顯分離效果的乙醇-正己烷體系，本文從乙醇-正己烷-膜三者之間相互作用力的角度入手，深入分析乙醇優(yōu)先通過膜的情況，發(fā)現(xiàn)溶解擴散機理是解釋單個組分優(yōu)先通過的機理，并用三者之間的溶度參數(shù)差來衡量三者之間的作

4、用力，首次從理論方面提出了一個定性的關(guān)于溶解度參數(shù)的不等式｜δi-δm｜＜＜｜δi-δj｜來解釋單個溶劑組分優(yōu)先通過膜的原因。
　　 針對得出的推論，本文采用SEM、XPS、ATR-FTIR對DuraMem 150膜的微觀結(jié)構(gòu)進行了鑒定，證實了該膜是一款典型的致密膜，混合溶劑是通過在膜表面溶解度差異和膜中擴散速度的差異得以分離，印證前面的推論。并根據(jù)提出的不等式，進一步選定了2組二元溶劑體系，采用MPF44、DuraMem 15