疏水性SBA-15-PDMS雜化膜制備及分離乙醇-水的研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、滲透汽化是一種新型膜分離技術,對共沸或近沸混合體系的分離,微量水或有機物的脫除以及有機-有機混合物的分離等具有獨特的優(yōu)越性,在石油化工、制藥、食品、環(huán)境、生物、能源等工業(yè)領域中具有廣闊的應用前景。本論文采用共縮聚法合成了疏水性SBA-15介孔分子篩,使其具有不同的疏水基團后,利用共混法制備了疏水性 SBA-15/PDMS滲透汽化雜化膜并對乙醇/水溶液進行滲透汽化實驗,結果發(fā)現(xiàn)填充30%C16H33-SBA-15的雜化膜分離性能較好。研究

2、主要包括以下四部分:
  1.以三嵌段共聚物PEO20-PPO70-PEO20(P123)為模板劑,正硅酸乙酯為硅源,分別于與三種硅烷(MTES、OTES、CTMS)共縮聚,用共縮聚法制備了改性SBA-15介孔分子篩CH3-SBA-15、C8H17-SBA-15和C16H33-SBA-15。經IR、XRD表征發(fā)現(xiàn)共縮聚法制備的疏水性SBA-15具有較好的有序孔道結構,而且有機基團已很好的引入到SBA-15。
  2.利用自制

3、改性SBA-15與PDMS、交聯(lián)劑、催化劑共混制備了疏水性SBA-15/PDMS滲透汽化雜化膜。通過對制膜條件進行優(yōu)化,確定了雜化膜中各反應物之間的質量關系為PDMS:TEOS:DBTL=35:10:1。
  3.通過考察不同改性分子篩的不同填充量,確定了雜化膜的成膜性,發(fā)現(xiàn)C16H33-SBA-15的填充量最大,為30%。以填充10%C16H33-SBA-15的雜化膜為研究對象,從浸泡溫度、乙醇濃度和分子篩填充量方面對雜化膜的溶

4、脹性能進行分析,結果顯示:在6%濃度的乙醇/水溶液中,雜化膜的溶脹度隨溫度的升高而增大;控制浸泡溶液溫度為323K時,雜化膜的溶脹度在純水中接近0,隨著浸泡液乙醇濃度的增加,在0-12%范圍內,溶脹度呈增長趨勢;在同一溫度同一濃度下,雜化膜的溶脹度隨C16H33-SBA-15分子篩填充量增加有所增大。由于此類雜化膜對乙醇/水的溶脹性均較小,在0.06g/g以下,因此適宜進行乙醇/水的分離實驗。利用SEM對雜化膜的表面結構進行表征,觀察到

5、膜表面平滑,分子篩均勻分散于膜上。
  4.對雜化膜在分離乙醇/水體系中的滲透汽化性能進行了初步研究??疾炝肆弦簻囟取⒘弦簼舛?、填充分子篩種類及無機含量等操作條件對分離乙醇含量6%-12%的水溶液分離效果的影響,發(fā)現(xiàn)溫度為323K、料液濃度為9%時滲透汽化性能最好。在此條件下,填充10%C16H33-SBA-15雜化膜分離因子為7.52,分別比10%CH3-SBA-15、10%C8H17-SBA-15的雜化膜提高了272%和24%

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