非对称PDMS/PVDF渗透汽化膜的制备及其分离性能研究

摘要

传统工业分离过程的分离体系复杂，耗能较大，操作复杂等特点严重制约了技术的进步。新型膜分离技术的产生带来了巨大的优势，其中以渗透汽化分离技术为代表，以其高效，节能，环保，成本低，选择性高等特点已经广泛应用于化工，生物，医药，食品等行业。非对称膜的优势是可以有效的减小膜厚度，增加通量。共混是一种有效改善膜特性的方法。
　　本文选用聚二甲基硅氧烷(PDMS)，聚偏氟乙烯(PVDF)为主要制膜材料，用四氢呋喃(THF)与N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂，通过浸没沉淀相转化法(NIPS)制备了非对称PDMS/PVDF共混渗透汽化膜。
　　首先研究了PDMS∶PVDF质量比对非对称膜性能的影响;其次研究了蒸发时间及凝胶浴组成对膜性能的影响;通过凝胶动力学，扫描电镜，X射线衍射，水接触角，机械强度，热重分析等手段进行膜性能表征。最后研究了料液浓度，料液温度对非对称PDMS/PVDF膜渗透汽化性能的影响。
　　实验结果表明，当PDMS∶PVDF质量比为1∶5，在室温下蒸发时间为70 min，凝胶浴组成为35 wt％ DMAc，5wt％ THF和60 wt％去离子水体系，分离15 wt％的乙醇水溶液，膜分离性能最佳，渗透通量为273.65 g/m2h，分离因子为9.09。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 膜分离技术

1．1．1 引言

1．1．2 膜分离技术的原理及发展

1．1．3 膜分离技术的种类及应用

1．2 渗透汽化

1．3 聚偏氟乙烯PVDF

1．3．1 PVDF的结晶特性

1．3．2 PVDF的热稳定性

1．3．3 PVDF膜的制备

1．3．4 溶剂种类对膜形态的影响

1．3．5 凝胶浴的影响

1．3．6 蒸发时间的影响

1．3．7 非溶剂添加剂的作用

1．4 聚二甲基硅氧烷PDMS

1．5 本文研究思路及内容

第二章 PDMS：PVDF质量比对PDMS/PVDF膜性能影响

2．1 本章研究思路

2．2 渗透汽化膜的制备

2．2．1 实验药品

2．2．2 实验器材

2．2．3 透汽化膜的制备方法

2．3 表征及性能测试

2．3．1 凝胶动力学

2．3．2 膜的形态表征

2．3．3 膜疏水性测试

2．3．4 XRD表征

2．3．5 机械性能

2．3．6 热重分析

2．3．7 渗透汽化性能分析

2．4 结果与讨论

2．4．1 凝胶速率

2．4．2 膜形态结构

2．4．3 疏水性分析

2．4．4 结晶性分析

2．4．5 机械性能分析

2．4．6 热重分析

2．4．7 渗透汽化性能

2．5 本章小结

第三章 制备条件对非对称PDMS/PVDF膜性能影响

3．1 本章研究思路

3．2 非对称PDMS/PVDF膜制备

3．3 非对称PDMS/PVDF膜表征

3．3．1 凝胶动力学测试

3．3．2 SEM表征

3．3．3 疏水性测试

3．3．4 XRD表征

3．3．5 机械性能

3．3．6 热重分析

3．4 结果与讨论

3．4．1 蒸发时间的影响

3．5本章小结

第四章 非对称PDMS/PVDF共混渗透汽化膜渗透汽化性能

4．1 本章研究思路

4．2 渗透汽化实验部分

4．2．1 实验药品

4．2．2 实验装置及实验方法

4．3 渗透汽化实验结果与讨论

4．3．1 料液浓度的影响

4．3．1 料液温度的影响

4．4 本章小结

第五章 结论

致谢

参考文献

作者简介

攻读硕士学位期间研究成果

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