本文關鍵詞：PEBA2533摻雜4A分子篩混合基質(zhì)膜的制備及其分離性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：采用高分子膜進行氣體分離由于具有能耗低、設備投資少、操作簡單等優(yōu)點而受到廣泛關注。通常滲透系數(shù)與分離因子呈相反變化趨勢。使二者同時得到改善成為人們的期望。本論文以一種嵌段共聚物——聚醚嵌段共聚酰胺(PEBA2533)作為有機基質(zhì),4A分子篩作為無機填充粒子,采用共混法制備了一系列的PEBA2533/4A混合基質(zhì)膜(MMMs),考察了4A分子篩含量和膜的厚度對膜結構及性能的影響。采用掃描電鏡(SEM)、紅外光譜(FT-IR)和熱重分析(TG)等技術手段對所制備的膜進行表征。并將所制備的分離膜用于乙烯/丙烯混合物的分離,具體內(nèi)容如下:1.溫度和壓強對分離性能的影響�？疾炝藴囟�(20℃~-35℃)和壓強(0.2 MPa~0.4 MPa)對純的PEBA2533膜和4A分子篩含量為3wt%的混合基質(zhì)膜的分離性能的影響。兩種膜的分離性能對壓強的變化呈現(xiàn)出相似規(guī)律:分離因子隨壓強的降低而升高,滲透系數(shù)隨壓強的降低而降低;隨溫度變化的規(guī)律有所差異:純的PEBA2533膜,分離因子隨溫度的降低而提高,滲透系數(shù)隨溫度的降低而減小,而混合基質(zhì)膜的滲透系數(shù)隨溫度的降低而降低,在-15℃降至最低,繼續(xù)降溫滲透系數(shù)增大,在-35℃達到最高�；旌匣|(zhì)膜的分離性能優(yōu)于純的PEBA2533膜,在分離效果最優(yōu)的條件下,溫度和壓強分別為-35℃和0.2MPa,此時混合基質(zhì)膜的分離因子α丙烯/乙烯=5.15,滲透系數(shù):PC2H4=1829 Barrer,PC3H6=9410 Barrer。2.4A分子篩含量對膜微結構及分離性能的影響。在4A分子篩含量較低(0wt%~15wt%)的PEBA2533/4A混合基質(zhì)膜中,4A分子篩被有機質(zhì)包裹的情況較好,分子篩在有機相中分散性較好;其含量較高時(25wt%~35wt%),部分分子篩裸露在有機基質(zhì)的表面,分子篩被PEBA2533基質(zhì)的包覆效果較差;在0.2MPa,-35℃條件下4A分子篩含量3wt%的混合基質(zhì)膜在所制備的膜材料中分離性能最好。3.混合基質(zhì)膜厚度對膜的微結構及分離性能的影響。制備了不同厚度4A含量分別為15wt%和25wt%的混合基質(zhì)膜。增加膜的厚度可以提高分子篩被有機質(zhì)的包覆程度;其中4A分子篩含量為25wt%的混合基質(zhì)膜在厚度增加到190μm時,分離性能改善不再明顯。不同厚度的膜材料中,厚度為110μm時,分離效果最優(yōu),在0.2MPa,-35℃條件下,分離因子為α丙烯/乙烯=6.05,透氣量分別為:JC2H4=9 GPU,JC3H6=54 GPU。4.混合氣體的組成對分離性能的影響。在-35℃,0.2MPa時利用厚度為110μm,4A含量25wt%的混合基質(zhì)膜,隨著丙烯濃度(摩爾分數(shù))從10%增加到90%,分離因子從1.62增加19.3,丙烯滲透系數(shù)從1960 Barrer增加到12043 Barrer。隨著丙烯濃度的增加,分離因子和滲透系數(shù)均逐漸增大。
【關鍵詞】：4A分子篩 PEBA2533 混合基質(zhì)膜 丙烯/乙烯分離 膜分離
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ051.893
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 符號說明10-11
• 第一章 文獻綜述11-39
• 1.1 低碳烯烴分離的意義及現(xiàn)有分離技術11-12
• 1.2 膜分離技術簡介12-19
• 1.2.1 膜的定義12-13
• 1.2.2 膜的分類和特性13-17
• 1.2.3 膜分離過程概述17-18
• 1.2.4 膜分離技術發(fā)展簡史18-19
• 1.3 氣體分離膜19-36
• 1.3.2 氣體分離膜傳質(zhì)機理21-27
• 1.3.3 氣體分離膜分類27-31
• 1.3.4 用于氣體分離的混合基質(zhì)膜（MMMs）31-36
• 1.4 本課題的研究意義和內(nèi)容36-39
• 1.4.1 本課題的研究意義36-37
• 1.4.2 本課題的研究內(nèi)容37-39
• 第二章 實驗部分39-45
• 2.1 實驗藥品及儀器39-40
• 2.1.1 實驗藥品39
• 2.1.2 實驗儀器39-40
• 2.1.3 實驗氣體40
• 2.2 PEBA2533/4A混合基質(zhì)膜的制備方法40
• 2.3 表征方法40-41
• 2.4 氣體分離性能測試41-45
• 2.4.1 分離性能測試裝置41-42
• 2.4.2 分離操作流程42-45
• 第三章 PEBA2533/4A混合基質(zhì)膜的制備及表征45-53
• 3.1 PEBA2533/4A分子篩混合基質(zhì)膜的制備46-47
• 3.2 PEBA2533/4A混合基質(zhì)膜的表征47-50
• 3.2.1 SEM表征47-49
• 3.2.2 紅外光譜分析（FT-IR）49-50
• 3.2.3 熱失重分析（TGA）50
• 3.3 本章小結50-53
• 第四章 PEBA2533/4A混合基質(zhì)膜微結構的調(diào)控及分離性能研究53-69
• 4.1 溫度和壓強對分離性能的影響53-59
• 4.1.1 溫度和壓強對分離因子的影響54-57
• 4.1.2 溫度和壓強對滲透系數(shù)的影響57-59
• 4.2 4A分子篩含量對分離性能的影響59-61
• 4.3 混合基質(zhì)膜厚度對分離性能的影響61-65
• 4.3.1 不同厚度混合基質(zhì)膜的SEM表征61-63
• 4.3.2 混合基質(zhì)膜厚度對分離性能的影響63-65
• 4.4 混合氣體組成對分離性能的影響65-66
• 4.5 本章小結66-69
• 第五章 結論與建議69-71
• 5.1 結論69-70
• 5.2 建議70-71
• 參考文獻71-77
• 致謝77-79
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文79

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1 劉W，

本文編號：363666