XDLVO理论解析膜蒸馏回收离子液体过程中的膜污染研究

摘要

cqvip:应用XDLVO(Extended Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek)理论定量解析了真空膜蒸馏(VMD)回收离子液体水溶液过程中的膜污染行为.通过XDLVO理论,计算了聚四氟乙烯(PTFE)膜与3种不同离子液体如1丁基3甲基咪唑氯盐([Bmim]Cl)、1丁基3甲基咪唑甲磺酸盐([Bmim][MeSO 3])、1己基3甲基咪唑氯盐([Hmim]Cl)之间的相互作用能,分析了3种相互作用能[范德华能(LW)、静电作用能(EL)、极性作用能(AB)]在膜污染形成过程中的贡献.结果表明,LW和EL作用能均为正值,表现为排斥作用;AB作用能为负值,表现为吸引作用,且AB作用能是引起膜污染的主要作用能.此外,3种离子液体引起膜污染的难易程度为[Hmim]Cl>[Bmim][MeSO 3]>[Bmim]Cl.界面相互作用能与膜污染程度相关性分析表明,XDLVO理论可以合理预测不同离子液体的膜污染行为.基于污染实验和计算结果,采用间歇式浓缩方式,发现PTFE膜可将质量分数20%的[Bmim]Cl水溶液浓缩至86.2%,[Bmim]Cl截留率稳定在99.9%以上,[Bmim]Cl总回收率可达99.98%.