滲透汽化是一種環(huán)境友好新型分離技術,對近沸和共沸混合物的分離具有獨特優(yōu)勢,如何構建有機物分離用滲透汽化膜已成為膜分離領域前沿課題之一。本論文以苯/環(huán)己烷分離為應用背景,從具有空腔結構的環(huán)糊精交聯(lián)劑（CD=）和特殊滑移結構的聚輪烷交聯(lián)劑（PR=）的設計、制備出發(fā),構建新型耐溶劑滲透汽化膜,并研究其苯/環(huán)己烷分離特性,主要研究內(nèi)容及結論如下:（1）以大環(huán)化合物環(huán)糊精分子為主體,成功制備了帶有不飽和鍵的CD=和PR=;以設計制備的CD=和PR=新型交聯(lián)劑對滲透汽化膜進行交聯(lián)改性,對膜的分子結構及性能進行了表征,結果表明,CD交聯(lián)改性膜和PR交聯(lián)改性膜具有良好的均質(zhì)連續(xù)結構,具有良好的機械性能和熱穩(wěn)定性,通過交聯(lián)實現(xiàn)了膜的耐溶劑性能的提升。（2）以苯/環(huán)己烷為分離體系,考察了溫度、料液組成、流速、交聯(lián)劑含量、交聯(lián)時間、膜厚等對滲透汽化性能的影響,結果表明,在操作溫度為60℃、進料液組成為苯/環(huán)己烷（20/80wt%）、流速為100mL/min、交聯(lián)劑含量5%、交聯(lián)時間為30min、膜厚為80μm時,膜分離效果最佳,且PR交聯(lián)改性膜的性能優(yōu)于與CD及季戊四醇三丙烯酸酯（PETA）交聯(lián)改性膜,CD... 

【文章頁數(shù)】：108 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 前言
    1.2 滲透汽化概述
        1.2.1 滲透汽化膜過程原理和特點
        1.2.2 滲透汽化膜過程傳質(zhì)機理
            1.2.2.1 單組分在聚合物膜材料中溶解的Flory-Huggins理論
            1.2.2.2 二元組分混合體系在聚合物中溶解的Flory-Huggins理論
            1.2.2.3 溶解度參數(shù)理論
            1.2.2.4 自由體積理論
    1.3 苯與環(huán)己烷分離體系及分離方法介紹
    1.4 滲透汽化膜材料的選擇及改性
    1.5 環(huán)糊精簡介
    1.6 聚輪烷簡介
    1.7 研究思路
第二章 交聯(lián)改性滲透汽化膜的制備及表征
    2.1 前言
    2.2 實驗材料、儀器設備
        2.2.1 實驗材料
        2.2.2 實驗儀器設備
    2.3 實驗內(nèi)容與方法
        2.3.1 環(huán)糊精交聯(lián)劑的制備
        2.3.2 聚輪烷交聯(lián)劑的制備
        2.3.3 交聯(lián)滲透汽化膜的制備
        2.3.4 交聯(lián)劑和交聯(lián)膜的表征
            2.3.4.1 環(huán)糊精交聯(lián)劑和聚輪烷交聯(lián)劑的表征
                2.3.4.1.1 交聯(lián)劑紅外表征
                2.3.4.1.2 交聯(lián)劑核磁表征
            2.3.4.2 交聯(lián)膜的表征
                2.3.4.2.1 膜微觀結構表征
                2.3.4.2.2 膜紅外表征
                2.3.4.2.3 膜的拉曼測試
                2.3.4.2.4 膜結晶度表征
                2.3.4.2.5 膜交聯(lián)密度的計算
                2.3.4.2.6 膜熱穩(wěn)定性和玻璃化溫度表征
                2.3.4.2.7 膜的水接觸角測定
                2.3.4.2.8 膜表面的粗糙度測試
                2.3.4.2.9 膜的吸附脫附曲線及孔徑大小分布的測定
                2.3.4.2.10 膜機械強度的測定
                2.3.4.2.11 膜的耐溶脹性
    2.4 結果與討論
        2.4.1 環(huán)糊精交聯(lián)劑和聚輪烷交聯(lián)劑的表征
            2.4.1.1 紅外表征分析
            2.4.1.2 核磁表征分析
        2.4.2 交聯(lián)膜的表征
            2.4.2.1 膜微觀結構表征
            2.4.2.2 膜紅外表征
            2.4.2.3 膜的拉曼測試分析
            2.4.2.4 膜結晶度表征
            2.4.2.5 膜密度的計算
            2.4.2.6 膜熱穩(wěn)定性和玻璃化溫度表征
            2.4.2.7 膜水接觸角測試
            2.4.2.8 膜表面粗糙度及3D形貌
            2.4.2.9 膜的吸附脫附曲線及孔徑大小分布
            2.4.2.10 膜的機械強度
            2.4.2.11 膜的耐溶脹性能
    2.5 本章總結
第三章 交聯(lián)改性滲透汽化膜的苯/環(huán)己烷分離性能研究
    3.1 前言
    3.2 實驗材料、儀器設備
        3.2.1 實驗材料
        3.2.2 實驗儀器設備
    3.3 實驗內(nèi)容與方法
        3.3.1 滲透汽化有機物分離測試方法
        3.3.2 膜分離效果測試
            3.3.2.1 操作溫度對膜分離效果的影響
            3.3.2.2 料液組成對膜分離效果的影響
            3.3.3.3 料液流速對膜分離效果的影響
            3.3.3.4 交聯(lián)劑含量對膜分離效果的影響
            3.3.3.5 交聯(lián)時間對膜分離效果的影響
            3.3.3.6 膜厚對膜分離效果的影響
            3.3.3.7 PR與CD交聯(lián)改性膜的分離效果對比
    3.4 結果與討論
        3.4.1 操作溫度對膜分離效果的影響
        3.4.2 料液組成對膜分離效果的影響
        3.4.3 料液流速對膜分離效果的影響
        3.4.4 交聯(lián)劑含量對膜分離效果的影響
        3.4.5 交聯(lián)時間對膜分離效果的影響
        3.4.6 膜厚對膜分離效果的影響
        3.4.7 PR與CD交聯(lián)改性膜的分離效果對比
    3.5 本章總結
第四章 交聯(lián)改性滲透汽化膜的傳質(zhì)機理研究
    4.1 前言
    4.2 實驗材料
        4.2.1 實驗材料
    4.3 實驗內(nèi)容與方法
        4.3.1 吸附實驗的測試內(nèi)容
    4.4 結果與討論
        4.4.1 純?nèi)軇┑奈?br>        4.4.2 擴散、吸附和滲透系數(shù)
    4.5 本章總結
第五章 結論
參考文獻
攻讀碩士期間發(fā)表學術論文
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]引入天然黏合劑作為黏合層的復合膜用于滲透蒸發(fā)乙醇脫水(英文)[J]. 吳洪,周田田,李憲實,趙翠紅,姜忠義.  Chinese Journal of Chemical Engineering. 2015(02)
[2]準聚輪烷的研究進展[J]. 孫書,石建兵,董宇平,胡曉玉,王樂勇.  化學進展. 2014(08)
[3]明膠涂覆于親水化改性的支撐層上以提高復合膜的結構穩(wěn)定性和滲透蒸發(fā)性能(英文)[J]. 吳洪,蘆霞,李憲實,李奕帆,趙翠紅,姜忠義.  Chinese Journal of Chemical Engineering. 2014(01)
[4]環(huán)糊精封端聚輪烷的制備及其水解性能研究[J]. 趙榆林,楊波,王晶,楊健,廖霞俐.  化學世界. 2012(06)
[5]環(huán)糊精超分子組裝體與核酸的相互作用[J]. 陳湧,劉育.  有機化學. 2012(05)
[6]滲透汽化膜材料在汽油脫硫中的研究進展[J]. 呂宏凌,孔瑛.  高分子材料科學與工程. 2010(04)
[7]環(huán)糊精的改性和應用研究進展[J]. 張元超,黃立新,徐正康.  現(xiàn)代食品科技. 2008(09)

博士論文
[1]滲透汽化膜分離法脫除汽油中有機硫化物的研究[D]. 林立剛.中國石油大學 2008

碩士論文
[1]環(huán)糊精分子管道的制備及其滲透汽化膜性能研究[D]. 李琳玲.浙江大學 2011



本文編號：3700990