本文關(guān)鍵詞：催化—滲透汽化雙功能膜的制備及其在乙酸乙酯合成中的應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：催化-滲透汽化雙功能膜是指同時(shí)具有催化和分離雙重功能的復(fù)合膜。它可以將催化反應(yīng)與滲透汽化技術(shù)相耦合,簡化工藝流程,降低設(shè)備投資,減少操作費(fèi)用。本文采用浸漬法制備了一種以聚乙烯醇(PVA)為滲透汽化分離層,陽極氧化鋁硫酸固體酸(SO42--AAO)為催化層的PVA/SO42--AAO催化-滲透汽化雙功能復(fù)合膜,并用于乙酸乙酯的合成。論文主要研究內(nèi)容如下:(1)以AAO為底膜,PVA為分離層,根據(jù)PVA濃度不同,制備了不同PVA厚度的PVA/AAO單功能滲透汽化復(fù)合膜,通過掃描電子顯微鏡(SEM)以及水接觸角表征膜的結(jié)構(gòu);通過不同溫度下用滲透汽化分離不同濃度的乙酸乙酯/水體系來表征膜的分離性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:料液溫度50℃,乙酸乙酯水溶液濃度0.5wt.%時(shí),PVA濃度為3wt.%的PVA/AAO復(fù)合膜的水通量為2727g/(m2h),水對乙酸乙酯的分離因子為37945。(2)通過浸漬法制備了SO42--AAO固體酸催化劑,同時(shí)作為雙功能復(fù)合膜的支撐層,以PVA為分離層,通過浸漬法制備了PVA/SO42--AAO催化-滲透汽化雙功能膜。并通過SEM,X射線衍射(XRD),NH3的程序升溫脫附(NH3-TPD),X射線光電子能譜分析(XPS)等表征手段,分析了雙功能膜的結(jié)構(gòu)及性能。并分別研究了雙功能膜的催化性能及滲透汽化性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:浸漬硫酸濃度為2mol/L的雙功能膜具有較高的催化活性和分離性能。(3)將制備的PVA/SO42--AAO催化-滲透汽化雙功能膜用于乙酸乙醇的催化酯化反應(yīng)和分離耦合過程。研究了催化膜用量、料液酸醇比以及反應(yīng)溫度對反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:浸漬硫酸濃度為2mol/L,酸膜質(zhì)量比為30:1,料液酸醇比為4:1,料液溫度為80℃時(shí)乙醇轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到87%。并且滲透液中沒有乙酸和乙酸乙酯透過,表明雙功能膜實(shí)現(xiàn)了催化反應(yīng)與分離過程的耦合,打破了反應(yīng)的平衡,促進(jìn)催化反應(yīng)向正向進(jìn)行,使得反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率提高。
【關(guān)鍵詞】：雙功能膜 滲透汽化 酯化反應(yīng) 聚乙烯醇 陽極氧化鋁
【學(xué)位授予單位】：長春工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ051.893;TQ225.24
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 緒論7-20
• 1.1 前言7-9
• 1.2 滲透汽化膜及其制備9-11
• 1.2.1 滲透汽化膜制備9-11
• 1.2.2 滲透汽化膜表征11
• 1.3 陽極氧化鋁及在催化反應(yīng)中的應(yīng)用11-12
• 1.4 催化膜及催化膜反應(yīng)器12-17
• 1.4.1 催化膜制備12-13
• 1.4.2 催化膜反應(yīng)器分類13-14
• 1.4.3 催化膜應(yīng)用14-17
• 1.5 滲透汽化耦合過程17-18
• 1.5.1 滲透汽化與精餾耦合17-18
• 1.5.2 滲透汽化與反應(yīng)耦合18
• 1.6 本文選題意義及研究內(nèi)容18-20
• 第二章 單功能滲透汽化膜的制備及性能研究20-33
• 2.1 前言20
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分20-24
• 2.2.1 主要原料與裝置20-22
• 2.2.2 滲透汽化膜的制備22
• 2.2.3 滲透汽化膜的表征22
• 2.2.4 滲透汽化實(shí)驗(yàn)22-24
• 2.3 單功能膜的結(jié)果與討論24-31
• 2.3.1 PVA濃度對膜形態(tài)及厚度的影響24-26
• 2.3.2 靜態(tài)接觸角分析26
• 2.3.3 料液溫度對膜分離性能的影響26-27
• 2.3.4 料液濃度對膜分離性能的影響27-29
• 2.3.5 各種膜的滲透汽化性能比較29-31
• 2.4 本章小結(jié)31-33
• 第三章 雙功能復(fù)合膜制備及性能表征33-46
• 3.1 前言33
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分33-35
• 3.2.1 主要試劑、材料與儀器33-34
• 3.2.2 雙功能復(fù)合膜的制備34
• 3.2.3 雙功能復(fù)合膜的表征34-35
• 3.2.4 分離性能測試35
• 3.2.5 催化性能測試35
• 3.3 雙功能復(fù)合膜的性能分析35-45
• 3.3.1 SEM分析35-37
• 3.3.2 XRD分析37
• 3.3.3 NH3-TPD分析37-38
• 3.3.4 XPS分析38-42
• 3.3.5 酸量分析42-43
• 3.3.6 滲透汽化性能43-44
• 3.3.7 催化性能44-45
• 3.4 本章小結(jié)45-46
• 第四章 雙功能膜在乙酸乙酯合成中的應(yīng)用46-50
• 4.1 前言46
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分46
• 4.2.1 主要試劑、材料與儀器46
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)及流程46
• 4.3 雙功能膜加入量的影響46-47
• 4.4 酸醇摩爾比的影響47-48
• 4.5 反應(yīng)溫度的影響48-49
• 4.6 本章小結(jié)49-50
• 第五章 結(jié)論與展望50-52
• 5.1 結(jié)論50-51
• 5.2 展望51-52
• 致謝52-53
• 參考文獻(xiàn)53-62
• 作者簡介62
• 攻讀碩士學(xué)位期間研究成果62

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本文編號：282177