二氧化硫是环境污染中危害大的气体,现有的脱硫过程存在效率低、脱硫废弃物难处理等缺点;为此,需要开发脱硫效率高、运行费用低、环境友好的新技术,膜分离法是其中最有前途的方法之一。本论文对α—纤维素膜进行化学改性处理,以期获得一种具有较高SO₂渗透分离性能的气体分离膜。 首先研制了用于膜材料本征气体渗透性能测试的气体渗透仪,并利用该渗透仪测试了纤维素膜本征渗透性能,结果表明干态纤维素膜的气体渗透系数很小,约10^-3barrer。 研究了用二甲基亚砜进行物理改性的纤维素膜气体渗透性能。结果表明,含浸二甲基亚砜的纤维素膜SO₂渗透系数有明显增加,达6800barrer;但随着二甲基亚砜的流失,SO₂渗透系数下降,72h后降至580barrer。 应用Michael加成反应,以NaOH为催化剂,用苯基乙烯基亚砜对纤维素膜进行了化学改性,反应在三种不同溶液中进行,即乳状液、乙醇溶液和二甲基亚砜溶液。对改性膜性能的研究结果表明,改性膜结构无明显变化,仍为均质致密膜;改性膜的SO₂渗透系数与纤维素膜相比有明显增加,其中乳状液改性纤维素膜SO₂渗透系数最高,达1.3×10⁴barrer,比未改性纤维素膜提高约100倍,但机械强度弱。改性膜的SO₂渗透系数一周后仍保持稳定。 乳状液改性的纤维素膜,其SO₂渗透系数随压力增加而降低,符合双迁移—双吸附机理。其结果表明:该膜渗透气体是通过分子在纤维素中的溶解-扩散实现的。这与未改性的纤维素膜以及乙醇溶液、二甲基亚砜溶液改性的纤维素膜不同。