雙極膜電滲析在非水體系中的應(yīng)用.pdf

1、在工業(yè)清潔生產(chǎn)中，雙極膜電滲析由于雙極膜特有的水/醇解離功能，不僅可以在線實(shí)現(xiàn)大量的反應(yīng)，而且可以從源頭抑制環(huán)境污染源的產(chǎn)生，因此在綠色化工和分離過(guò)程中占有舉足輕重的地位。從理論上來(lái)說(shuō)，雙極膜電滲析的醇解離應(yīng)用范圍可以擴(kuò)展到通過(guò)醇鹽引入烷氧基的任何縮合反應(yīng)中，從而衍生出大量的有機(jī)合成新路線，對(duì)于有機(jī)合成綠色化有著重大的意義。但是相比之下，醇解離在化工清潔生產(chǎn)中的應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于水解離，這主要是因?yàn)榇冀怆x研究在醇解離機(jī)理、過(guò)程傳質(zhì)和應(yīng)用工藝等

2、方面缺乏深入、廣泛的探索。
　　 本論文以化工清潔生產(chǎn)為背景，以甲醇解離和乙醇解離為切入點(diǎn)，研究雙極膜電滲析在非水體系中的應(yīng)用，重點(diǎn)研究膜在非水體系中的性能要求及表征手段以及綠色有機(jī)合成工藝，得出的結(jié)論如下：
　　 對(duì)于雙極膜在甲醇和乙醇體系中的醇解離，同樣可以采用電流一電壓曲線和阻抗譜進(jìn)行雙極膜界面層厚度的測(cè)定并且指導(dǎo)雙極膜性能的改進(jìn)。
　　 與FT-BP和FBM雙極膜相比，Neosepta BP-1在甲醇和乙

3、醇中雖然溶脹但仍能保持完整，是勉強(qiáng)適于雙極膜醇解離應(yīng)用的一種商業(yè)雙極膜。
　　 對(duì)于雙極膜的乙醇解離，可以通過(guò)1H NMR核磁譜來(lái)直接檢測(cè)乙氧根離子(CH3CH2O-∶δ3.736-3.666(q，2H)和δ1.255-1.209(t，3H))的存在，從而為雙極膜醇解離提供直接證據(jù)。
　　 利用雙極膜電滲析在甲醇體系中解離甲醇，可以將氯乙酸甲酯直接轉(zhuǎn)化成甲氧基乙酸甲酯，不僅安全而且環(huán)境友好。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著電流密度的增

4、大，甲氧基乙酸甲酯的產(chǎn)率也會(huì)增大，但是電流效率會(huì)降低；與此相反的是，隨著反應(yīng)原料氯乙酸甲酯濃度的增加，甲氧基乙酸甲酯的產(chǎn)率、電流效率都會(huì)相應(yīng)的增加，產(chǎn)物濃度從1.08 mmol/L增加到6.59 mmol/L，電流效率從2.6％增加到15.7％。
　　 通過(guò)離子交換和雙極膜電滲析的集成，可以有效降低非水體系電阻，為甲氧基乙酸甲酯的工業(yè)生產(chǎn)掃除障礙。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在產(chǎn)酯室加入D201大孔離子交換樹(shù)脂可以最大幅度的降低膜堆電壓，膜堆電壓