【摘 要】
：
离子液体作为一种绿色溶剂,可有效地代替有机溶剂,但其价格昂贵,阻碍了它的广泛应用,因此有必要对其进行有效回收.本文提出采用真空膜蒸馏(VMD)对高浓度的氯化(1-丁基-3-甲基咪唑)([Bmim]C1)水溶液进行分离浓缩.膜蒸馏实验采用自制的CF4疏水改性PAN膜,考察了疏水改性膜的化学稳定性和VMD分离性能,结果表明疏水改性膜具有良好的化学稳定性和较高的VMD通量和截留率.在此基础上,实施了四种
【机 构】
：
中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室,北京,100190;中国科学院大学,北京,100049
论文部分内容阅读
离子液体作为一种绿色溶剂,可有效地代替有机溶剂,但其价格昂贵,阻碍了它的广泛应用,因此有必要对其进行有效回收.本文提出采用真空膜蒸馏(VMD)对高浓度的氯化(1-丁基-3-甲基咪唑)([Bmim]C1)水溶液进行分离浓缩.膜蒸馏实验采用自制的CF4疏水改性PAN膜,考察了疏水改性膜的化学稳定性和VMD分离性能,结果表明疏水改性膜具有良好的化学稳定性和较高的VMD通量和截留率.在此基础上,实施了四种不同方式的VMD浓缩实验,并对比和讨论了其中的膜浓缩过程、膜污染和润湿以及清洗效果.膜污染降低了膜的通量与脱盐率,严重时导致膜润湿现象发生,从而影响了[Bmim]C1的VMD浓缩效果.[Bmim]C1在膜面的吸附沉积是膜污染的主要诱因.此外,CF4疏水改性的PAN膜高温下(45℃以上)存在表面化学重排,可致膜面亲水化,加重[Bmim]C1在膜面的吸附.疏水改性膜的表面润湿是由膜面亲水化和[Bmim]C1吸附沉积共同造成,其进一步发展会导致膜孔内部润湿.因此,本研究中发生的膜污染与润湿现象,其发展过程可包括膜面污染物吸附、膜面分离层润湿和膜孔内部润湿三个阶段.及时清洗可以有效降低膜的污染程度,提高VMD浓缩过程的分离浓缩效率,膜通量恢复率可以高于95％.选择最优的VMD浓缩参数与膜清洗策略可将[Bmim]C1水溶液由20％浓缩至65.5％,[Bmim]C1的总回收率超过99.5％.
其他文献
以2,2-双(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐(6FDA)作为二酐单体,2,4-二氨基苯磺酸锂盐(MPDSALi)为二胺单体,采用溶液共缩聚方法合成了含金属离子的聚酰亚胺(6FDA-MPDSALi),该聚酰亚胺能溶于DMF、DMAc、NMP等极性非质子溶剂中,具有较好的成膜性.测试了N2、 O2、 CH4、CO2四种气体在该聚酰亚胺致密膜中的渗透性能.结果 显示,6FDA-MPDSALi具有优异的
低浓度的聚乙烯亚胺(PEI)水溶液在商业化的聚酰胺膜表面静电单层自组装,制备出同时具有高CO2渗透速率和高CO2/N2选择性的二氧化碳促进传递膜,自组装后,不需要任何后处理,膜可直接用于进一步的渗透实验中.影响改性膜性能的主要因素有进料气体压力,PEI溶液浓度,PEI的pH值以及改性泵压.实验结果表明,在不同进料压力(0.1-0.5MPa)下,当PEI浓度为50mg/L,PEI溶液pH为8-9,改
采用9,9-双(4-氨基苯基)芴和对苯二甲醛作为聚合单体缩聚制得一种具有可溶性的芴基型聚希夫碱.将芴基型聚希夫碱作为前驱体,利用其高温热交联的特性制备出一种具有笼型拓扑结构微孔的聚希夫碱气体分离膜.采用傅立叶变换红外光谱仪、热电X射线光电子能谱仪、核磁共振谱仪、扫描电子显微镜和X射线衍射仪对聚希夫碱微孔膜的结构和形貌进行了表征,膜材料的微孔特性采用全自动比表面积及微孔物理吸附仪进行分析,并深入研究
采用浸渍-提拉法在多孔氧化铝表面涂覆一层聚乙烯醇(PVA)有机修饰层,并通过化学镀法在经过PVA修饰的载体表面制备钯膜.利用高温热处理过程能够将钯复合膜中PVA修饰层完全移除.利用扫描电子显微镜(SEM)和电子能谱(EDX)对钯复合膜的形貌、结构和表面元素分布进行了分析,并在623 K-773 K范围内对所制备的钯复合膜进行气体渗透测试.研究结果表明,多孔氧化铝载体经PVA修饰后,表面平整、光滑,
炭膜由聚合物前驱体在真空或惰性气氛中高温热解而得,具有丰富的狭缝型双峰孔结构,克服了传统聚合物膜气体渗透性能低的问题.但是渗透性和选择性之间的trade-off关系仍使炭膜的应用面临挑战,如何在保证选择性的同时最大限度的提高炭膜的气体渗透性能,成为研究者关注的热点.本文自主合成了一种新型的刚性、高自由体积的聚合物前驱体材料一含酚羟基共聚聚酰亚胺(BAF∶BAHF(1∶1)-6FDA),并成功将其应
本文选用聚醚共聚酰胺(Pebax)和1-乙基乙基醚-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐([EOEmim][Tf2N])为膜材料,乙醇水为溶剂,通过流延成膜法制备Pebax/[EOEmim][Tf2N]共混膜.FTIR和XRD分析结果表明：[EOEmim] [Tf2N]的引入,破坏了Pebax链段间原有的氢键,造成共混膜结晶度的降低；随着[EOEmim] [Tf2N]质量分数的增加,N2、CH4、H2和
气体膜分离技术作为膜科学与技术的重要分支，以其“经济、便捷、洁净、高效节能”的技术特点，被认为是继“深冷分离”和“变压吸附分离”之后，当今世界最具有发展前景的第三代新型气体分离技术.近年来，由聚合物膜在较低的温度下热解所制备的一种新型的低温热解气体分离膜引起了人们的极大关注.低温热解膜兼具了聚合物膜良好的机械性能和炭膜高气体渗透性能的特点，克服了聚合物膜渗透性能低、易塑化，炭膜质脆、机械强度差等问
深入研究气体在炭膜内的吸附过程,对推导气体在炭膜内的渗透分离机制与优化炭膜气体分离性能有重要意义.本文以CO2、N2、O2、CH4四种气体为吸附质,研究600℃/700℃/800℃炭化的Kapton型聚酰亚胺基炭膜的气体吸附过程,旨在探究炭膜气体吸附遵循的机制,确定控制气体渗透过程的步骤.采用容量法吸附装置进行实验,得到常温下气体的吸附等温线与吸附动力学曲线.结果 显示,炭膜对四种气体的吸附量大小
炭膜是一种由含碳物质经高温热解制备而成的炭基膜材料,具有良好的热和化学稳定性、优异的气体渗透性和分离选择性.然而,纯炭膜质脆、易碎,限制其产业化应用.石墨烯是一类具有二维网格状片层结构的新型纳米碳材料,具有独特的单分子层二维平面结构,良好的柔韧性和机械性能,被认为是一种最理想的膜材料.为了结合炭膜和石墨烯的优势,以聚酰胺酸(PAA)和氧化石墨烯(GO)为炭膜前驱体,利用二维纳米片为基元构建形成了具
从合成气(主要是CO2和H2)中高效分离CO2应用广泛.与其它分离方法相比，膜分离具有耗能低、占地面积少和操作方便等优点，因此膜分离CO2技术引起了研究者们的广泛关注，但是膜高压下的CO2/H2选择透过性能需要进一步提高.混合基质膜广泛用于CO2分离，为进一步提高其高压下的CO2/H2选择透过性能，我们利用线性聚合物和改性蒙脱石制备了一种具有贯通通道的混合基质膜[1]，制备工艺如下.首先，将一种线