丙烯-丙烷分離用PPESK-PEI中空纖維復(fù)合膜的研制.pdf

1、膜法烯烴/烷烴有機(jī)氣體分離技術(shù)是膜分離技術(shù)的熱點(diǎn)及重要的發(fā)展方向之一。本論文采用含二氮雜萘聯(lián)苯結(jié)構(gòu)聚芳醚砜酮(PPESK)和聚醚酰亞胺(PEI)為制膜材料，N，N—二甲基乙酰胺(DMAc)為溶劑，γ—丁內(nèi)酯(GBL)為非溶劑添加劑，以干—濕相轉(zhuǎn)化法制備中空纖維基膜。分別制備了NaX分子篩填充硅橡膠(PDMS)復(fù)合膜和聚乙烯醇(PVA)固載Co2+促進(jìn)傳遞復(fù)合膜，并研究其對(duì)丙烯/丙烷的分離性能。采用掃描電鏡、氣體滲透率和分離系數(shù)等對(duì)膜結(jié)構(gòu)

2、和性能進(jìn)行表征。 本文研究了相轉(zhuǎn)化法制備的PPESK/PEI中空纖維基膜的結(jié)構(gòu)與性能。系統(tǒng)研究了聚合物濃度、非溶劑添加劑種類和含量、空氣間隙、鑄膜液溫度、凝膠浴溫度等條件對(duì)中空纖維基膜結(jié)構(gòu)和性能的影響。實(shí)驗(yàn)表明，聚合物濃度是影響基膜性能的重要因素，隨聚合物濃度的增加，基膜的氣體滲透率迅速下降；以GBL為添加劑制得的膜具有致密的皮層，適合作為后續(xù)涂敷的基膜；制膜體系中GBL含量的增加使膜的氣體滲透率增大，分離系數(shù)下降；在一定范圍內(nèi)

3、增加空氣間隙的長(zhǎng)度會(huì)使膜的分離性能提高；高的鑄膜液溫度和低的凝膠浴溫度都會(huì)使膜的分離性能提高，氣體滲透率下降；通過研究，優(yōu)化適合丙烯/丙烷分離的基膜的制備工藝。 采用對(duì)丙烯/丙烷有吸附選擇性的NaX分子篩填充PDMS，通過真空涂敷法涂敷至PPESK/PEI中空纖維基膜上，制備了NaX/PDMS中空纖維復(fù)合膜。系統(tǒng)研究了固化溫度、固化時(shí)間、涂敷時(shí)間(抽真空時(shí)間)、NaX填充含量、二次涂敷、測(cè)試壓力、測(cè)試溫度對(duì)中空纖維復(fù)合膜分離性能

4、的影響。研究表明，硅橡膠固化溫度80℃、固化時(shí)間80min，NaX填充含量30％、涂敷時(shí)間6min，經(jīng)過二次涂敷，進(jìn)氣壓力100KPa、測(cè)試溫度60℃時(shí)，復(fù)合膜對(duì)丙烯/丙烷的分離性能最佳，分離系數(shù)達(dá)到3.84，丙烯滲透率為435GPU。 以PPESK/PEI中空纖維膜為基膜，采用浸漬涂敷法內(nèi)涂PVA并絡(luò)合Co2+，制備了促進(jìn)傳遞中空纖維復(fù)合膜，系統(tǒng)研究了聚乙烯醇(PVA)含量、Co2+固載量、固化溫度、陰離子種類等對(duì)復(fù)合膜性能的