硅橡膠復(fù)合膜滲透萃取研究.pdf

1、滲透萃取是一項(xiàng)新型的分離技術(shù)，其過程原理及現(xiàn)有研究表明，滲透萃取技術(shù)在生物轉(zhuǎn)化和生物降解領(lǐng)域具有很好的技術(shù)優(yōu)勢和應(yīng)用前景，因此研究滲透萃取分離技術(shù)本身以及研究與生物轉(zhuǎn)化與生物降解過程相關(guān)有機(jī)物的滲透萃取分離行為很有意義。目前，滲透萃取的研究主要還處于實(shí)驗(yàn)室階段，使用的膜器基本上都是管式膜器，應(yīng)用多集中在廢水處理上，研究通過膜分離后生物降解廢水中的揮發(fā)性有毒有機(jī)物。但是要想使?jié)B透萃取這項(xiàng)分離技術(shù)用于實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中，還有許多問題值得深入研

2、究，例如膜及膜的材料，膜器，膜的傳質(zhì)動力學(xué)以及過程設(shè)備和系統(tǒng)的等等。本文利用實(shí)驗(yàn)室自制的硅橡膠復(fù)合平板膜(PDMS-PA)構(gòu)造滲透萃取系統(tǒng)，研究了滲透萃取的傳質(zhì)特點(diǎn)。所選擇的五種物系為與生物轉(zhuǎn)化和生物降解過程密切相關(guān)的有機(jī)物：香草醛、鄰苯二酚、丙酮、木糖醇以及乙醇，分別測量了不同操作條件下這幾種物質(zhì)的總傳質(zhì)系數(shù)，研究了改變操作條件對每種物質(zhì)傳質(zhì)效果的影響，其中又對香草醛的傳質(zhì)特點(diǎn)做了較為詳細(xì)地研究，研究了改變接收液對總傳質(zhì)效果的影響。另

3、外，本文還對滲透萃取和滲透蒸發(fā)這兩種傳質(zhì)過程進(jìn)行了比較。 本文重點(diǎn)研究了用香草醛溶液作為進(jìn)料液，水為接收液時(shí)滲透萃取的傳質(zhì)特點(diǎn)。測量了滲透萃取過程中，膜上下游濃度差跟通量的關(guān)系，得出了兩者的線性關(guān)系，以及總傳質(zhì)系數(shù)是唯一常數(shù)的結(jié)論。 分別測量了五種有機(jī)物：香草醛、鄰苯二酚、丙酮、木糖醇以及乙醇，滲透萃取的總傳質(zhì)系數(shù)，以及改變操作條件對各種物質(zhì)總傳質(zhì)系數(shù)的影響。試驗(yàn)表明，升高操作溫度或增大膜上游的料液流量，每種物質(zhì)的總傳質(zhì)

4、系數(shù)均增加；增大膜下游的接收液流量，每種物質(zhì)的總傳質(zhì)系數(shù)變化則不盡相同；當(dāng)使用對滲透物溶解能力更強(qiáng)的有機(jī)溶液為滲透萃取的接收液時(shí)，如乙醇溶液，物質(zhì)透過膜的總傳質(zhì)系數(shù)明顯增大，大于用水做接收液時(shí)的總傳質(zhì)系數(shù)。 最后，文章從理論和試驗(yàn)上對滲透萃取和滲透蒸發(fā)傳質(zhì)過程進(jìn)行了比較，用串聯(lián)阻力模型來描述復(fù)合膜的滲透萃取過程。試驗(yàn)結(jié)果表明，對于同一物系用相同的膜器，在相同的操作條件下，滲透萃取的總傳質(zhì)系數(shù)明顯小于滲透蒸發(fā)的總傳質(zhì)系數(shù)，這一結(jié)果