填充改性PDMS滲透汽化膜的制備及其酯/水分離性能的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-31 09:32
乙酸正丁酯和乙酸乙酯常應(yīng)用于醫(yī)藥、丙烯酸樹脂、硝化纖維、塑料、化妝品以及香料的制備中。工業(yè)上酯類化合物通常采用直接酯化法獲得。該工藝排放的廢水中含有微量的乙酸正丁酯和乙酸乙酯,需要經(jīng)過(guò)回收才可安全排放。滲透汽化法相對(duì)于傳統(tǒng)的分離技術(shù),具有能耗低、過(guò)程簡(jiǎn)單、環(huán)境友好及分離效率高等優(yōu)點(diǎn),廣泛用于石化、環(huán)保、制藥等相關(guān)行業(yè)的有機(jī)溶劑脫水或廢水中有機(jī)物的脫除。本文將新型的八苯基-多面體低聚倍半硅氧烷(OP-POSS)和ZSM-5型沸石填充到聚二甲基硅氧烷(PDMS)中,以聚偏氟乙烯(PVDF)為支撐層,利用澆鑄刮涂法制備PDMS/OP-POSS/PVDF和PDMS/ZSM-5/PVDF復(fù)合膜。采用掃描電子顯微鏡、接觸角測(cè)量?jī)x、傅里葉變換紅外光譜儀、X射線衍射儀和熱重分析儀等對(duì)膜材料的物理化學(xué)性能進(jìn)行表征,并考察了膜材料的溶脹行為及滲透汽化性能。表征結(jié)果表明,OP-POSS和ZSM-5在PDMS膜中分散均勻,沒(méi)有發(fā)生化學(xué)作用,并且提高了 PDMS膜材料的疏水性和熱穩(wěn)定性。平衡溶脹實(shí)驗(yàn)表明,復(fù)合膜對(duì)乙酸正丁酯和乙酸乙酯的親和性隨著OP-POSS和ZSM-5填充量的增加而增加,并且復(fù)合膜對(duì)乙酸正丁酯...
【文章來(lái)源】:廣西大學(xué)廣西壯族自治區(qū) 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:76 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
一IPV傳質(zhì)過(guò)租示意圖
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填充膜在待分離組分中的溶脹性能直接反映了膜與分離組分間的親和性大。郏°]。??30?°C下,OP-POSS填充改性的PDMS膜在乙酸正丁酯和乙酸乙酯溶劑中的平衡溶脹實(shí)??驗(yàn)結(jié)果如圖3-2所示。隨著OP-POSS填充量的增加,填充膜在乙酸正丁酯和乙酸乙酯??溶劑中的溶脹度不斷增加,這表明不同OP-POSS含量的PDMS/OP-POSS填充膜對(duì)乙酸??正丁酯和乙酸乙酯組分都具有較強(qiáng)的親和性。根據(jù)自由體積理論,聚合物鏈中的無(wú)定形??鏈段為膜中的溶劑分子提供了擴(kuò)散空間[81]。因此,不斷添加的OP-POSS顆粒可以增加??聚合物基質(zhì)中的自由體積并促進(jìn)膜對(duì)乙酸正丁酯和乙酸乙酯組分的更高程度的吸附。此??夕卜,相比于填充膜在乙酸乙酯溶劑中的平衡溶脹行為,填充膜在乙酸正丁酯中的溶脹程??度更加明顯,表明填充膜對(duì)乙酸正丁酯的親和性強(qiáng)于乙酸乙酯。平衡溶脹實(shí)驗(yàn)結(jié)果和溶??解度參數(shù)預(yù)測(cè)分析結(jié)果保持一致。??6????一??-Butyl?acetate??5?—?—?Ethyl?acetate?i??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]疏水SiO2填充PDMS膜分離水中乙酸正丁酯的性能[J]. 牟春霞,張時(shí)雨,鄒昀,劉香君,董顏箔,崔學(xué)民,童張法. 化工學(xué)報(bào). 2017(06)
[2]滲透汽化膜技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 李繼定,楊正,金夏陽(yáng),房滿權(quán),李祥,鄭冬菊. 中國(guó)工程科學(xué). 2014(12)
[3]PDMS/改性ZSM-5復(fù)合膜的制備及其性能研究[J]. 姬凌云,史寶利. 功能材料. 2014(19)
[4]估算橡膠助劑溶解度參數(shù)用基團(tuán)貢獻(xiàn)值的研究[J]. 李俊山,孫軍,張大龍. 橡膠工業(yè). 1995(07)
本文編號(hào):3313214
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【學(xué)位級(jí)別】:碩士
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?填充改性PDMS潘透汽化旗的制備及其路/水分窗性雜■的研究??4??圖1-3四面體結(jié)構(gòu)??Fig.?1-3?Tetrahedral?structure??表1-1常見分子篩的化學(xué)組成??Table?1-1?Chemical?composition?of?common?zeolites??分子篩類型?化學(xué)組成?Si/Al?孔徑(nm)??3A?K64Na32[(AI〇2)96(Si〇2)96]-216H20?1?0.3??4A?Na96[(AI02)96(Si〇2)96]*216H20?1?0.4??5A?Ca34Na28[(A102)96(Si〇2)96】?216H20?1?0.5??10X?Ca35Na16[(AlO2)86(SiO2)106]_264H2O?1-1.5?0.9-1.0??13X?Na86[(AlO2)86(SiO2)106].264H2O?1-1.5?0.8-0.9??Y?Na56[(A102)56(Si02)136],264H20?1.5-3?0.9-1.0??M?Na8[(AI〇2)8(Si〇2)4〇]-24H20?5?0.67-0.70??ZSM-5?Na3[(Al〇2)3(Si〇2)93]*?16H20?>30?0.55-0.60??按照其孔徑大小將己發(fā)現(xiàn)的200多種沸石分子篩可分為小孔、中孔、大孔和超大孔??沸石分子篩四大類[53]。常見的沸石分子篩材料包括A型分子篩、絲光沸石型分子篩和??高硅沸石分子篩[54,55]。A型分子篩主要包括X型和Y型沸石分子篩,其兩者的主要差??別是Si/Al的不同。絲光沸石分子篩沒(méi)有籠只有層狀結(jié)構(gòu)
填充膜在待分離組分中的溶脹性能直接反映了膜與分離組分間的親和性大。郏°]。??30?°C下,OP-POSS填充改性的PDMS膜在乙酸正丁酯和乙酸乙酯溶劑中的平衡溶脹實(shí)??驗(yàn)結(jié)果如圖3-2所示。隨著OP-POSS填充量的增加,填充膜在乙酸正丁酯和乙酸乙酯??溶劑中的溶脹度不斷增加,這表明不同OP-POSS含量的PDMS/OP-POSS填充膜對(duì)乙酸??正丁酯和乙酸乙酯組分都具有較強(qiáng)的親和性。根據(jù)自由體積理論,聚合物鏈中的無(wú)定形??鏈段為膜中的溶劑分子提供了擴(kuò)散空間[81]。因此,不斷添加的OP-POSS顆粒可以增加??聚合物基質(zhì)中的自由體積并促進(jìn)膜對(duì)乙酸正丁酯和乙酸乙酯組分的更高程度的吸附。此??夕卜,相比于填充膜在乙酸乙酯溶劑中的平衡溶脹行為,填充膜在乙酸正丁酯中的溶脹程??度更加明顯,表明填充膜對(duì)乙酸正丁酯的親和性強(qiáng)于乙酸乙酯。平衡溶脹實(shí)驗(yàn)結(jié)果和溶??解度參數(shù)預(yù)測(cè)分析結(jié)果保持一致。??6????一??-Butyl?acetate??5?—?—?Ethyl?acetate?i??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]疏水SiO2填充PDMS膜分離水中乙酸正丁酯的性能[J]. 牟春霞,張時(shí)雨,鄒昀,劉香君,董顏箔,崔學(xué)民,童張法. 化工學(xué)報(bào). 2017(06)
[2]滲透汽化膜技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 李繼定,楊正,金夏陽(yáng),房滿權(quán),李祥,鄭冬菊. 中國(guó)工程科學(xué). 2014(12)
[3]PDMS/改性ZSM-5復(fù)合膜的制備及其性能研究[J]. 姬凌云,史寶利. 功能材料. 2014(19)
[4]估算橡膠助劑溶解度參數(shù)用基團(tuán)貢獻(xiàn)值的研究[J]. 李俊山,孫軍,張大龍. 橡膠工業(yè). 1995(07)
本文編號(hào):3313214
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