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聚电解质渗透汽化复合膜的新型制备方法及其分离性能的初步研究
中文名称: 聚电解质渗透汽化复合膜的新型制备方法及其分离性能的初步研究
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论文编号: 3729528收藏本论文】【我的收藏】【我要投稿
英文名称: Study of New Preparation Method and Pervaporation Performance of Polyelectrolyte Composite Membranes
学位类型: 硕士毕业论文
作者: 涉及隐私,隐去***  作者本人请参看权力声明>>
导师: 涉及隐私,隐去***
毕业学校: 涉及隐私,隐去***
专业: 生物化工
毕业年份: 涉及隐私,隐去***
关键字: 乙醇 壳聚糖 聚丙烯酸钠 渗透汽化 聚电解质复合膜 自组装 分离性能
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论文简介:乙醇是一种重要的工业原料,更是一种重要的再生能源。传统的乙醇提纯主要采用蒸馏法,该方法存在能源消耗多、设备投资大、经济效益低等缺点,且难以得到高浓度乙醇。渗透汽化是用于液体混合物分离的一种新型的膜分离技术,采用渗透汽化提纯乙醇,在技术和经济上已经表现出了明显的优势。本文提出了以壳聚糖(cs)和聚丙烯酸钠(PAAs)为原材料,以聚丙烯腈(PAN)为底膜采用流延法和自组装法相结合的制模技术,制备出了高分离因子、高通量的复合膜。用于渗透汽化法分离乙醇/水混合物。 首先采用一次流延法制备了单层聚电解质复合膜CS/PAN膜和PAAs/PAN膜。并考查了操作条件对两种复合膜脱水通量和分离因子的影响。实验结果表明,对于95%乙醇水溶液,PAAs/PAN膜分离性能较差,分离因子只有23,CS/PAN膜的分离性能高于PAAs/PAN膜。升高料液温度和降低料液中乙醇含量,两种复合膜通量及透过液中水含量均上升,其中CS/PAN膜受温度影响更为显著,PAAs/PAN膜受浓度影响显著。 其次采用两次流延法制备了双层聚电解质PAAs-CS/PAN复合膜和CS-PAAs/PAN复合膜。研究结果表明,双层聚电解质CS-PAAs/PAN复合膜分离性能比PAAs-CS/PAN复合膜理想。与相应的单层聚电解质复合膜对比,分离因子均得到了不同程度的提高,但通量下降。其中CS-PAAs/PAN双层聚电解质复合膜分离因子的提高非常明显,在95%乙醇水溶液中,分离因子达904.6,通量为316 g/m<'2>h。另外还发现,膜通量主要受内部聚电解质层影响。升高温度和降低料液乙醇含量,膜通量和透过液水含量均有提高,其中CS-PAAs/PAN双层聚电解质复合膜受料液浓度影响大。 最后在单层聚电解质膜上一次自组装的方法制备了CS/PAAs-PAN复合膜和PAAs/CS-PAN复合膜。发现由于聚电解质复合物的生成,PAAs/CS-PAN复合膜的分离因子得到很大提高,且通量非常理想。60℃下,分离95%乙醇水混合物时,分离因子为942,通量达747.9g/m<'2>h。升高温度和降低料液乙醇含量,膜的分离性能提高。并发现在持续7天的运行中,PAAs/CS-PAN复合膜的分离性能一直保持稳定。
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