聚電解質滲透汽化復合膜的新型制備方法及其分離性能的初步研究.pdf

1、乙醇是一種重要的工業(yè)原料，更是一種重要的再生能源。傳統(tǒng)的乙醇提純主要采用蒸餾法，該方法存在能源消耗多、設備投資大、經(jīng)濟效益低等缺點，且難以得到高濃度乙醇。滲透汽化是用于液體混合物分離的一種新型的膜分離技術，采用滲透汽化提純乙醇，在技術和經(jīng)濟上已經(jīng)表現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢。本文提出了以殼聚糖(cs)和聚丙烯酸鈉(PAAs)為原材料，以聚丙烯腈(PAN)為底膜采用流延法和自組裝法相結合的制模技術，制備出了高分離因子、高通量的復合膜。用于滲透汽化法

2、分離乙醇/水混合物。 首先采用一次流延法制備了單層聚電解質復合膜CS/PAN膜和PAAs/PAN膜。并考查了操作條件對兩種復合膜脫水通量和分離因子的影響。實驗結果表明，對于95％乙醇水溶液，PAAs/PAN膜分離性能較差，分離因子只有23，CS/PAN膜的分離性能高于PAAs/PAN膜。升高料液溫度和降低料液中乙醇含量，兩種復合膜通量及透過液中水含量均上升，其中CS/PAN膜受溫度影響更為顯著，PAAs/PAN膜受濃度影響顯著。

3、 其次采用兩次流延法制備了雙層聚電解質PAAs-CS/PAN復合膜和CS-PAAs/PAN復合膜。研究結果表明，雙層聚電解質CS-PAAs/PAN復合膜分離性能比PAAs-CS/PAN復合膜理想。與相應的單層聚電解質復合膜對比，分離因子均得到了不同程度的提高，但通量下降。其中CS-PAAs/PAN雙層聚電解質復合膜分離因子的提高非常明顯，在95％乙醇水溶液中，分離因子達904.6，通量為316 g/m<'2>h。另外還發(fā)現(xiàn)，膜通

4、量主要受內部聚電解質層影響。升高溫度和降低料液乙醇含量，膜通量和透過液水含量均有提高，其中CS-PAAs/PAN雙層聚電解質復合膜受料液濃度影響大。 最后在單層聚電解質膜上一次自組裝的方法制備了CS/PAAs-PAN復合膜和PAAs/CS-PAN復合膜。發(fā)現(xiàn)由于聚電解質復合物的生成，PAAs/CS-PAN復合膜的分離因子得到很大提高，且通量非常理想。60℃下，分離95％乙醇水混合物時，分離因子為942，通量達747.9g/m<'