滲透汽化作為一種新型膜分離技術(shù),膜材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計與制備是關(guān)鍵。聚氨酯作為一種軟硬段交替排列的嵌段共聚物,具有微相分離的結(jié)構(gòu)特征,其結(jié)構(gòu)可設(shè)計,易改性。本研究在制備水性聚氨酯滲透汽化膜基礎(chǔ)上,重點進行硅氧烷雜化改性、甲基丙烯酸酯接枝、以及復(fù)合雜化膜的制備等研究。(1)以異佛爾酮二異氰酸酯為硬段原料,分別以分子量為2000的聚醚或聚酯二元醇為軟段,制備系列水性聚氨酯膜WPU-PPG、WPU-PTMG、WPU-PHA、WPU-PBA和WPU-PEA膜等,膜結(jié)構(gòu)與性能研究表明,WPU-PPG和WPU-PTMG膜分離因子分別為2.00和2.10,而通量分別為5.00 kg·m-2·h-1和3.10 kg· m-2·h-1,WPU-PHA、WPU-PBA和WPU-PEA膜分離因子依次為3.89,5.12和6.45,對應(yīng)的通量則依次為 0.58 kg·m-2·h-1,0.39 kg·m-2·h-1 和 0.094 kg·m-2·h-1。采用 WPU-PBA膜對苯/環(huán)己烷混合液進行滲透汽化分離,研究優(yōu)化了膜厚度、膜下游側(cè)真空度、料液濃度、料液溫度和膜面流速等參數(shù)及其對分離因子、滲透通量的影響。研究表明...

【文章頁數(shù)】：139 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
符號說明
1 緒論
    1.1 滲透汽化技術(shù)簡介
        1.1.1 滲透汽化分離原理及特點及性能表征
        1.1.2 常見的滲透汽化膜材料
        1.1.3 滲透汽化傳質(zhì)過程及影響因素
    1.2 聚氨酯分離膜
        1.2.1 聚氨酯膜的結(jié)構(gòu)與特征
        1.2.2 聚氨酯膜的研究進展
        1.2.3 聚氨酯滲透汽化膜的研究發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 用于苯/環(huán)己烷分離的聚氨酯膜
        1.3.1 芳烴/烴混合物滲透汽化分離膜的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 用于苯/環(huán)己烷分離的純聚氨酯膜
        1.3.3 用于苯/環(huán)己烷分離的改性聚氨酯膜
    1.4 選題背景和主要研究內(nèi)容及意義
        1.4.1 選題背景
        1.4.2 研究內(nèi)容及意義
    參考文獻
2 水性聚氨酯滲透汽化膜的結(jié)構(gòu)與性能
    2.1 水性聚氨酯滲透汽化膜的結(jié)構(gòu)設(shè)計
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗藥品及儀器設(shè)備
        2.2.2 制備方法與流程
        2.2.3 檢測與分析
    2.3 聚醚型水性聚氨酯滲透汽化膜的結(jié)構(gòu)與性能
        2.3.1 紅外FT-IR結(jié)果
        2.3.2 X射線衍射XRD結(jié)果
        2.3.3 動態(tài)熱機械分析DMA結(jié)果
        2.3.4 熱重分析TGA結(jié)果
        2.3.5 機械性能
        2.3.6 溶脹性能及吸附選擇因子
        2.3.7 滲透汽化性能
    2.4 聚酯型水性聚氨酯滲透汽化膜結(jié)構(gòu)與性能
        2.4.1 紅外FT-IR結(jié)果
        2.4.2 X射線衍射XRD結(jié)果
        2.4.3 動態(tài)熱機械分析DMA結(jié)果
        2.4.4 熱重分析TGA結(jié)果
        2.4.5 機械性能
        2.4.6 溶脹性能及吸附選擇因子
        2.4.7 滲透汽化性能
    2.5 WPU-PBA膜滲透汽化過程參數(shù)優(yōu)化
        2.5.1 膜厚度
        2.5.2 下游側(cè)真空度
        2.5.3 料液濃度
        2.5.4 操作溫度
        2.5.5 膜面流速
    2.6 本章小結(jié)
    參考文獻
3 甲基丙烯酸酯改性水性聚氨酯滲透汽化膜制備與性能
    3.1 甲基丙烯酸酯改性水性聚氨酯膜的結(jié)構(gòu)設(shè)計
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗藥品及儀器設(shè)備
        3.2.2 制備方法與流程
        3.2.3 測試與分析
    3.3 不同烷基側(cè)鏈甲基丙烯酸酯共聚改性膜的表征
        3.3.1 紅外FT-IR結(jié)果
        3.3.2 熱分析(TD&DSC)結(jié)果
    3.4 不同烷基側(cè)鏈甲基丙烯酸酯共聚改性膜的性能
        3.4.1 溶脹與吸附選擇因子
        3.4.2 滲透汽化性能
    3.5 BMA共聚改性乳液的制備與表征
        3.5.1 BMA共聚改性乳液制備工藝優(yōu)化
        3.5.2 BMA共聚改性乳液的表征
    3.6 BMA共聚改性膜性能與表征
        3.6.1 熱重分析TGA結(jié)果
        3.6.2 差示熱掃描DSC結(jié)果
        3.6.3 掃描電鏡SEM結(jié)果
        3.6.4 機械性能
        3.6.5 吸附選擇因子和溶脹率
        3.6.6 滲透汽化性能
    3.7 改性膜結(jié)構(gòu)與性能分析
    3.8 本章小結(jié)
    參考文獻
4 硅氧烷改性水性聚氨酯滲透汽化膜制備與性能
    4.1 硅氧烷改性水性聚氨酯膜的結(jié)構(gòu)設(shè)計
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗藥品及儀器設(shè)備
        4.2.2 測試與分析
    4.3 硅氧烷改性水性聚氨酯滲透汽化膜的制備
    4.4 硅氧烷改性膜的表征
    4.5 硅氧烷改性膜的宏觀性能
    4.6 GPTMS存在形式及性能分析
    4.7 本章小結(jié)
    參考文獻
5 聚乙烯醇/水性聚氨酯雜化復(fù)合滲透汽化膜制備與性能
    5.1 聚乙烯醇/水性聚氨酯雜化復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)設(shè)計
    5.2 實驗部分
        5.2.1 實驗藥品及儀器設(shè)備
        5.2.2 測試與分析
    5.3 WPU/PVA-APTES雜化復(fù)合膜的制備與性能
        5.3.1 APTES改性WPU乳液的制備
        5.3.2 WPU/PVA-APTES雜化復(fù)合膜的制備
        5.3.3 WPU/PVA-APTES雜化復(fù)合膜的表征
        5.3.4 WPU/PVA-APTES雜化復(fù)合膜的宏觀性能
    5.4 WPU/PVA-GPTMS雜化復(fù)合膜的制備與性能
        5.4.1 WPU/PVA-GPTMS雜化復(fù)合膜的制備
        5.4.2 WPU/PVA-GPTMS雜化復(fù)合膜的表征
        5.4.3 WPU/PVA-GPTMS雜化復(fù)合膜的宏觀性能
    5.5 本章小結(jié)
    參考文獻
結(jié)論與展望
攻讀博士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動及成果情況



本文編號：3823675