利用殼聚糖-氧化鈦納米復(fù)合膜滲透蒸發(fā)分離異丙醇-水.pdf

1、異丙醇在化工行業(yè)中有著極其廣泛的用途，如可以用作溶劑、清洗劑和化工合成中間體等，而且在很多情況下還可以代替乙醇使用。但在異丙醇的生產(chǎn)過(guò)程中，脫水是能耗較高的一個(gè)單元操作，因此，研發(fā)異丙醇脫水新技術(shù)從而降低能耗具有非常重要的應(yīng)用價(jià)值。相對(duì)于工業(yè)常用的精餾技術(shù)，滲透蒸發(fā)技術(shù)以其節(jié)能、高效、綠色等特點(diǎn)在醇/水分離領(lǐng)域日益受到人們的關(guān)注，滲透蒸發(fā)生產(chǎn)裝置也已在世界各地被紛紛建立，對(duì)異丙醇進(jìn)行脫水已經(jīng)成為當(dāng)前滲透蒸發(fā)技術(shù)在化學(xué)工業(yè)中最重要的應(yīng)用之

2、一。
　　 本文采用水熱法合成了具有特殊結(jié)構(gòu)的鈦酸鹽納米管(TNTs)，并對(duì)其進(jìn)行聚天冬氨酸(PASP)修飾，分別以修飾前和修飾后的TNTs為無(wú)機(jī)填充相，制備了殼聚糖/TNTs納米復(fù)合膜。通過(guò)FTIR、SEM、XRD、TGA和接觸角分析手段對(duì)復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)與物理化學(xué)特性進(jìn)行了研究；通過(guò)正電子湮沒(méi)壽命譜(PALS)分析考察了TNTs的引入對(duì)殼聚糖(CS)膜內(nèi)部自由體積特性的影響;通過(guò)滲透蒸發(fā)實(shí)驗(yàn)考察了不同填充量的TNTs以及不同操作

3、條件對(duì)復(fù)合膜異丙醇脫水性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，CS-MTNTs(6)/PAN復(fù)合膜在操作溫度80℃下，對(duì)于90 wt.％的異丙醇水溶液，滲透通量和分離因子分別達(dá)到1498g/(m2·h)和6237，位于文獻(xiàn)中異丙醇脫水研究的前列。
　　 采用模板法制備了大小均一、形狀規(guī)則的TiO2復(fù)合球和空心球，并分別以其為無(wú)機(jī)相，制備了CS/TiO2復(fù)合膜，通過(guò)FTIR、SEM、XRD、TGA和接觸角分析手段對(duì)復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)與物理化學(xué)特性進(jìn)行了研

4、究；通過(guò)滲透蒸發(fā)實(shí)驗(yàn)考察了不同結(jié)構(gòu)、不同填充量的TiO2以及不同操作條件對(duì)復(fù)合膜異丙醇脫水性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，空心球性能優(yōu)于復(fù)合球，CS-hTiO2(6)/PAN復(fù)合膜在操作溫度80℃下，對(duì)于90wt.％的異丙醇水溶液，滲透通量和分離因子分別為1416 g/(m2·h)和4068。
　　 比較不同結(jié)構(gòu)的無(wú)機(jī)相對(duì)膜異丙醇脫水性能的影響可知，在TNTs、TiO2復(fù)合球和空心球三種結(jié)構(gòu)中，TNTs由于具有較小的尺寸、較大的比表面積和