1、由于石油能源的耗盡和價格的不斷抬高，作為下一代石油能源替代品的生物能源引起了學術界和工業(yè)界的注意。與生物乙醇、生物柴油等生物能源相比，生物丁醇表現出了很多優(yōu)良性能。本文以丙酮和丁醇的水溶液分離體系作為分離對象，合成了HTPB-PU和PDMS/PVDF復合膜，并考察了對丙酮和丁醇水溶液的分離效果。同時，將PDMS/PVDF復合膜應用于滲透汽化分離耦合丙酮丁醇發(fā)酵。主要內容如下：
　　 1.HTPB-PU膜
　　 將HTPB

2、-PU膜應用于丙酮-水、丁醇-水、丙酮-丁醇-水的分離。考察了料液溫度、料液濃度對膜分離性能的影響。通過溶脹性能、滲透系數和活度系數等方面分析了兩組分體系和三組分體系之間滲透汽化性能的差異。結果表明，對于丙酮-丁醇--水，40℃，丙酮和丁醇的濃度分別由1.5和3.0 wt％濃縮至11.9 wt％和43.5 wt％。此外，HTPB-PU膜分離丙酮丁醇發(fā)酵液的分離性能優(yōu)于等濃度下的丙酮-丁醇-水的分離性能。在45℃條件下，對于丙酮-丁醇發(fā)酵

3、液，丙酮和丁醇的濃度分別從0.5 wt％和1.1 wt％濃縮至8.7 wt％和16.4 wt％。
　　 2.PDMS/PVDF復合膜
　　 分別以正硅酸乙酯和辛基三乙氧基硅烷為交聯劑，制備了PDMS/PVDF復合膜，并將其應用于丙酮-丁醇-乙醇-水的分離，考察了料液溫度、料液濃度、料液pH值及交聯劑等因素對膜分離性能的影響。結果表明，PDMS(tetraethylorthosilicate)/PVDF復合膜的滲透通量大于

4、PDMS(triethoxyoctylsilane)/PVDF復合膜的滲透通量，但是有機物相對于水的分離因子則相反。PDMS(tetraethylorthosilicate)/PVDF復合膜分離丙酮.丁醇發(fā)酵液的分離性能優(yōu)于HTPB-PU膜的分離性能。在45℃條件下，對于丙酮一丁醇發(fā)酵液，滲透總通量為96.7 gm-2h-1，丙酮和丁醇相對于水的分離因子分別達到19.1和22.2，總濃度濃縮至21.7 wt％。
　　 3.丁醇發(fā)

5、酵與分離耦合反應體系的設計和構建
　　 以PDMS(tetraethyl orthosilicate)/PVDF為基質的膜組件分別與丙酮.丁醇間歇發(fā)酵和流加發(fā)酵耦合，考察膜分離消除丙酮-丁醇發(fā)酵產物抑制作用、膜分離對于丙酮丁醇發(fā)酵的糖利用率、溶劑產率和溶劑產量等方面的影響。結果表明，在39℃條件下，滲透汽化-間歇發(fā)酵耦合的透過液總溶劑濃度為20 wt％左右；與間歇發(fā)酵相比，耦合分離反應體系的總溶劑產率從0.19g l-1h-1提