耐溶劑納濾用于混合溶劑分離的研究.pdf

1、耐溶劑納濾(solvent-resistant nanofiltration，SRNF)是把納濾操作引入到有機(jī)相中的過程，是一項(xiàng)發(fā)展?jié)摿薮蟮男屡d分離技術(shù)。在石油化工、食品行業(yè)、制藥行業(yè)等方面有著良好的應(yīng)用前景，有操作簡(jiǎn)易、節(jié)約能源、高效、環(huán)保、不需引入新的其他添加劑等優(yōu)點(diǎn)。目前，耐溶劑納濾應(yīng)用多局限于實(shí)驗(yàn)室小試或中試階段，大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用比較少。若能找出影響SRNF傳質(zhì)的關(guān)鍵因素，必將拓寬SRNF在各個(gè)方面的應(yīng)用，加快SRNF工業(yè)化進(jìn)

2、程。
　　 本論文將SRNF引入混合溶劑的分離過程中，系統(tǒng)研究了SRNF用于混合溶劑分離的可能性，嘗試找出影響溶劑分離的關(guān)鍵因素。首先考察了不同種類的純?nèi)軇┩ㄟ^商用SRNF膜（MPF-44、MPF-50、StarMem 240、DuraMem 150）的過程，確定了溶劑的極性、粘度、溶解度參數(shù)及表面張力這四個(gè)參數(shù)對(duì)其過膜的通量影響最大。根據(jù)確定下來的這四個(gè)參數(shù)，對(duì)混合溶劑通過膜的過程進(jìn)行單因素或多因素考察，設(shè)計(jì)了9種典型的二元混

3、合溶劑體系。并選取了有代表性的一系列SRNF膜，系統(tǒng)考察這些膜對(duì)9種混合溶劑體系的分離效果。其中，DuraMem 150膜對(duì)乙醇-正己烷體系有顯著分離效果，分離因子在6左右，第一次明確證實(shí)了SRNF過程用于混合溶劑分離的理論可行性。對(duì)于有明顯分離效果的乙醇-正己烷體系，本文從乙醇-正己烷-膜三者之間相互作用力的角度入手，深入分析乙醇優(yōu)先通過膜的情況，發(fā)現(xiàn)溶解擴(kuò)散機(jī)理是解釋單個(gè)組分優(yōu)先通過的機(jī)理，并用三者之間的溶度參數(shù)差來衡量三者之間的作

4、用力，首次從理論方面提出了一個(gè)定性的關(guān)于溶解度參數(shù)的不等式｜δi-δm｜＜＜｜δi-δj｜來解釋單個(gè)溶劑組分優(yōu)先通過膜的原因。
　　 針對(duì)得出的推論，本文采用SEM、XPS、ATR-FTIR對(duì)DuraMem 150膜的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了鑒定，證實(shí)了該膜是一款典型的致密膜，混合溶劑是通過在膜表面溶解度差異和膜中擴(kuò)散速度的差異得以分離，印證前面的推論。并根據(jù)提出的不等式，進(jìn)一步選定了2組二元溶劑體系，采用MPF44、DuraMem 15