為了實(shí)現(xiàn)低能耗且高效分離乙酸乙酯中的低含量水分,選用親水型納米ZSM-5沸石分子篩材料作為改性劑,填充到聚乙烯醇（PVA）聚合物中制備PVA/ZSM-5混合基質(zhì)膜（MMMs）。采用SEM、FTIR、XRD、TGA和接觸角測(cè)量?jī)x等對(duì)膜材料的形態(tài)、物化性質(zhì)進(jìn)行表征分析,并考察膜材料在不同溶液中的溶脹行為以及通過單因素實(shí)驗(yàn)探究填料含量、進(jìn)料溫度、進(jìn)料濃度對(duì)滲透汽化分離乙酸乙酯和水混合物的性能的影響。結(jié)果表明,ZSM-5與PVA結(jié)合緊密且分散均勻,除了ZSM-5固有的親水性外,ZSM-5還與PVA分子之間存在氫鍵相互作用,但兩者之間并沒有發(fā)生化學(xué)作用。隨著進(jìn)料濃度的增加,滲透通量增大,而分離因子呈減小趨勢(shì);隨著進(jìn)料溫度升高,滲透通量和分離因子均增大;隨著ZSM-5填充量的增加,滲透通量和分離因子均先增大后減小。當(dāng)ZSM-5填充量為6%（質(zhì)量）時(shí),滲透通量和分離因子達(dá)到最大值,分別為1231 g/（m²·h）和6072,相比純PVA膜分離指數(shù)（PSI）提高了2.9倍。新設(shè)計(jì)的PVA/ZSM-5混合基質(zhì)膜（MMMs）可在工業(yè)水平上用于乙酸乙酯及其他類似化合物的脫水。 

【文章來源】：化工學(xué)報(bào). 2020,71(08)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：12 頁(yè)

【部分圖文】：

ZSM-5和不同PVA/ZSM-5混合基質(zhì)膜的熱重曲線

ZSM-5和不同PVA/ZSM-5混合基質(zhì)膜的DTG曲線

ZSM-5、PVA和PVA/ZSM-5混合基質(zhì)膜的紅外光譜圖如圖4所示。在PVA膜的光譜曲線中，2960、2909 cm-1處的吸收峰分別對(duì)應(yīng)為—CH2—和=CH—的伸縮振動(dòng)吸收峰和1416 cm-1處歸因于C—C的伸縮振動(dòng)峰；在3321.15 cm-1附近為—OH的伸縮振動(dòng)峰，該峰延伸至低波數(shù)的—CH2—和=CH—的伸縮振動(dòng)峰附近，這證明PVA分子內(nèi)部存在氫鍵；1089.05和1023.03 cm-1出的吸收峰與聚乙烯醇聚合物的結(jié)晶度有關(guān)[18]。加入ZSM-5后，—OH處吸收減小且略有轉(zhuǎn)移，這表明可能發(fā)生了氫鍵的變化，1023.03至1089.05 cm-1區(qū)域內(nèi)吸收峰隨ZSM-5負(fù)載增加峰值強(qiáng)度增加。PVA/ZSM-5混合基質(zhì)膜在1214 cm-1附近出現(xiàn)新的結(jié)晶峰，這是ZSM-5中的五元環(huán)鏈特征結(jié)構(gòu)[30]。此外，與PVA和ZSM-5相比較，在PVA/ZSM-5混合基質(zhì)膜中并未觀察到其他新的吸收峰，表明ZSM-5與PVA之間未發(fā)生化學(xué)作用。圖2 不同ZSM-5填充量改性的混合基質(zhì)膜的斷面掃描電鏡圖


本文編號(hào)：3360964