【摘要】：汽油中有機(jī)硫燃燒后產(chǎn)生的硫氧化物(SO_X),直接排放會(huì)造成嚴(yán)重的大氣污染,威脅人類的生存環(huán)境。我國(guó)油品來(lái)源相對(duì)較單一,催化裂化(Fluid Catalytic Cracking,FCC)汽油占油品市場(chǎng)的80%左右。因此,脫除FCC汽油中的有機(jī)硫化物,生產(chǎn)清潔汽油迫在眉睫。滲透汽化是一種新興的分離技術(shù),用于脫硫時(shí)具有操作條件溫和、能耗低、分離效率高可深度脫硫、不損失辛烷值等優(yōu)點(diǎn)。滲透汽化膜分離技術(shù)的核心是滲透汽化膜材料。混合基質(zhì)膜可將有機(jī)膜與無(wú)機(jī)膜的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái),發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)。但傳統(tǒng)的混合基質(zhì)膜由于存在無(wú)機(jī)粒子團(tuán)聚及界面缺陷的問(wèn)題,達(dá)不到預(yù)期的分離效果。本文選取可溶于水的聚乙二醇(PEG)作為有機(jī)膜基體,選取水相合成后不經(jīng)過(guò)干燥處理而是直接分散在水中的SiO_2和ZIF-8作為無(wú)機(jī)粒子,通過(guò)共混的方法(水基工藝),分別制備ZIF-8-PEG/PVDF和Si O_2-PEG/PVDF兩種混合基質(zhì)膜,提高了PEG膜的脫硫性能。本文通過(guò)水相合成的方法制備了ZIF-8納米粒子,將ZIF-8分散液與PEG的水溶液共混制備ZIF-8-PEG/PVDF混合基質(zhì)膜。采用掃描電子顯微鏡(SEM),傅立葉紅外光譜儀(FT-IR),X射線(XRD),N_2吸脫附等分析表征手段對(duì)ZIF-8粒子進(jìn)行表征;通過(guò)SEM,FT-IR等表征手段對(duì)所制備混合基質(zhì)膜進(jìn)行了系統(tǒng)的表征。研究ZIF-8粒子填充量、操作溫度、料液濃度對(duì)ZIF-8-PEG/PVDF混合基質(zhì)膜滲透汽化性能的影響。實(shí)驗(yàn)表明,ZIF-8粒子填充量為4%,ZIF-8-PEG/PVDF混合基質(zhì)膜滲透汽化性能最佳。當(dāng)料液濃度為200 ppm,操作溫度為75℃,4%-ZIF-8-PEG/PVDF混合基質(zhì)膜滲透通量達(dá)1.96 kg/(m~2·h),富硫因子為8.93。與純PEG膜相比滲透通量和富硫因子分別提高了397%和18.75%。通過(guò)水基工藝制備了SiO_2-PEG/PVDF混合基質(zhì)膜。采用透射電子顯微鏡(TEM)等分析表征手段對(duì)SiO_2粒子進(jìn)行表征;采用FT-IR,X射線光電子衍射(XPS),SEM對(duì)混合基質(zhì)膜進(jìn)行了系統(tǒng)的表征。通過(guò)滲透汽化實(shí)驗(yàn)對(duì)所制備的混合基質(zhì)膜進(jìn)行脫硫性能評(píng)價(jià)�？疾霺i O_2粒子粒徑、填充量、操作溫度對(duì)SiO_2-PEG/PVDF混合基質(zhì)膜的滲透汽化性能的影響。結(jié)果表明,與純PEG膜相比,填充了SiO_2粒子SiO_2-PEG/PVDF混合基質(zhì)膜滲透通量顯著提高。在SiO_2粒子填充量為1%,料液濃度為200 ppm,溫度為75℃時(shí),滲透通量達(dá)4.0 kg/(m~2·h),富硫因子為8.93。與純的PEG膜相比滲透通量和富硫因子分別提高了915%和18.75%。
【圖文】：

圖1.1滲透汽化溶解-擴(kuò)散模型示意圖. 1.1 The model of pervaporation dissolving-diffusion th分為三個(gè)步驟：進(jìn)入滲透汽化膜的上游側(cè)，在組分壓差的推動(dòng)

?ZIF-8-PEG/PVDF 混合基質(zhì)膜的滲透汽化脫硫性能研究17圖2.1 ZIF-8粒子合成示意圖Fig.2.1 Schematic of the ZIF-8三、ZIF-8-PEG/PVDF MMMs 的制備圖 2.2 為制備 ZIF-8-PEG/PVDF MMMs 的示意圖。首先，在燒杯中依次加入含有ZIF-8 粒子的溶液，去離子水和乙醇溶液（水和 ZIF-8 的總質(zhì)量和乙醇的質(zhì)量比為 1:1），隨后，加入聚乙二醇（PEG）1.5 g（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 15 %），攪拌使其充分的溶解。然后，加入 0.24 g 順丁烯二酸酐作為交聯(lián)劑，，0.045 g 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 30 %的三甲胺水溶液作為催化劑，室溫下攪拌得到鑄膜液（其中 PEG 與馬來(lái)酸酐交聯(lián)方程式如圖 2.3 所示）。最后
【學(xué)位授予單位】：西北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TQ051.893;TE624.55

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2638870