改性CS-PVR共混膜滲透蒸發(fā)分離甲醇-乙二醇溶液.pdf

1、近年來,隨著世界聚酯工業(yè)的迅猛發(fā)展,乙二醇(Ethylene Glycol)需求量與日俱增。工業(yè)合成乙二醇的主要方法是石油路線,即先由石油合成乙烯,再氧化乙烯生產(chǎn)環(huán)氧乙烷,最后由環(huán)氧乙烷非催化水合反應(yīng)得到乙二醇。由于石油資源的有限性,非石油路線發(fā)展前景看好。合成氣直接合成法是一種最為簡(jiǎn)單和有效的非石油路線的乙二醇合成方法,但必須分離體系中副產(chǎn)物甲醇。而甲醇和乙二醇可形成共沸物,傳統(tǒng)的分離恒沸體系方法如變壓精餾,能耗大。作為一種新型分離技

2、術(shù),滲透蒸發(fā)開始逐步受到了關(guān)注。滲透蒸發(fā)具有環(huán)境友好、能耗低、不受氣液平衡的限制、操作方便、過程簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。
　　 本研究旨在制備以甲醇/乙二醇為分離體系的性能優(yōu)良的滲透蒸發(fā)膜。根據(jù)溶解度參數(shù)理論及親/疏水平衡理論,結(jié)合甲醇/乙二醇體系的物理化學(xué)特點(diǎn),選擇殼聚糖-聚乙烯吡咯烷酮為高分子膜材料用于滲透蒸發(fā)分離甲醇/乙二醇混合物。由于聚合物溶脹嚴(yán)重,機(jī)械強(qiáng)度下降,導(dǎo)致滲透蒸發(fā)性能下降。
　　 為了提高滲透蒸發(fā)膜的機(jī)械強(qiáng)度和滲

3、透蒸發(fā)性能,采用了增加支撐層、利用紫外交聯(lián)和硅烷偶聯(lián)劑交聯(lián)三種方法,其中硅烷偶聯(lián)劑選擇正硅酸乙酯(TEOS)和1,2-雙(三乙氧基硅基)乙烷(BTEE),制備了醋酸纖維素(CA)-殼聚糖(CS)/聚乙烯吡咯烷酮(PVP)復(fù)合膜、UV-CS/PVP紫外交聯(lián)膜、CS/PVP-TEOS、CS/PVP-BTEE有機(jī)-無機(jī)雜化膜,擬提高膜的滲透蒸發(fā)性能,通過紅外光譜(FTIR)、X射線衍射(XRD)、透射電鏡(TEM)等表征了膜的物理化學(xué)結(jié)構(gòu)。<

4、br>　　 結(jié)果表明,CS和PVP存在一個(gè)最佳共混比例10:1,支撐層可以顯著增加膜的機(jī)械強(qiáng)度,提高膜的分離性能。通過CA支撐,復(fù)合膜的PSI值提高了大約80％。紫外交聯(lián)和硅交聯(lián)都能顯著降低膜的溶脹性,提高膜熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度,同時(shí)顯著提高膜的分離性能。紫外交聯(lián)4分鐘后的CS/PVP共混膜的滲透通量達(dá)99.76g·m-2h-1,分離因子為1099,PSI值提高了206.1％。分離因子隨著硅烷偶聯(lián)劑增加而顯著增加,當(dāng)BTEE含量為10.