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渗透汽化是一种实验过程简单、高效节能的新型膜分离技术,尤其是用于有机物脱水领域。而有机物脱水对所用的膜材料的亲水性要求较高,聚乙烯醇(PVA)是一种优良的亲水性膜材料。为了使其更加适用于渗透汽化脱水,提高其应用范围和能力,目前的研究热点集中在对PVA膜进行改性方面。超支化聚酯是一种有着高度支化结构聚合物,它不易结晶、分子间不易发生缠绕、末端含有大量活性基团,并且其合成方法相对简单,使得其工业生产成本较低,因而引起了越来越多的关注。本文以2,2-双羟甲基丙酸为AB2单体,季戊四醇为核,在对甲苯磺酸催化条件下,通过“准一步”聚合法,合成了含有端羟基的超支化聚酯(HBPE),利用顺丁烯二酸酐对HBPE的末端进行接枝反应,成功完成了其端基的改性,最终合成了水溶性超支化聚合物(WHBP),通过核磁和红外表征确定了HBPE已经成功完成端基的改性。然后以戊二醛为交联剂,制备了一系列不同比例的新型WHBP/PVA交联膜,通过傅里叶红外光谱(FTIR),X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),机械强度,热重分析(TG)和水接触角等测量与表征,分析了和评价了该系列膜的物理化学特性。结果表明WHBP/PVA膜具有良好的热力学稳定性,较强的机械性能和高的亲水性。研究了不同含量的WHBP/PVA膜在正丁醇和水中的吸附和扩散行为,结果表明WHBP/PVA膜对水有较强的选择性吸附,并且随着WHBP含量的增加,吸附选择性增强,说明加入的WHBP增加了PVA膜的亲水性能。实验还考察了WHBP含量对WHBP/PVA膜渗透汽化性能的影响,将WHBP/PVA膜用于研究分离60℃10 wt.%水/正丁醇体系。具体考察了WHBP的含量对渗透通量、分离因子和渗透汽化分离指数的影响,结果发现随着WHBP含量的增加,WHBP/PVA膜的通量是增加的,但伴随着分离因子的下降,这是膜在渗透汽化性能评价方面不可避免的现象。而渗透汽化指数(PSI)呈现了先增加后降低的趋势。M-3(10%)在60℃分离10%的水/正丁醇体系时拥有最高的PSI值2.31×105,表现出了最佳的渗透汽化性能。单从膜的内在属性方面,考察了WHBP的含量对渗透性和渗透选择性的影响,渗透性随着WHBP含量的增加而增加,相反,渗透选择性减少。含量为10%的WHBP/PVA膜(M-3)表现出较高的渗透性4.00×10-3 g m-1 h-1 kPa-1和良好的选择性785。研究结果表明,WHBP含量为10%的WHBP/PVA膜(M-3)具有相当好的渗透汽化分离效果,可以选择作为后续具体研究的对象。对于后续研究,主要考察了料液浓度和料液温度对WHBP/PVA膜分离性能的影响,结果发现随着料液浓度的增加,膜的PSI值始终都表现较高,说明本实验制备的WHBP/PVA膜的渗透汽化性能优越。温度对WHBP/PVA膜的影响较大,高温是有利于渗透汽化分离的。