超支化多层复合膜的制备及其渗透汽化分离水中丁醇.pdf

第44卷第5期
应用化工
Vol 44 No 5
2015年5月
Applied Chemical Industry
May 2015
超支化多层复合膜的制备及其渗透
汽化分离水中丁醇
林佳强,白云翔,张春芳,顾瑾,王为,孙余凭
(江南大学化学与材料工程学院,江苏无锡214122
摘要:制备了超支化聚硅氧烷,并以超支化聚硅氧烷膜( HIPSIO-c-PDMS)为中河层、聚硅氧烷(VTES-c-PDMS)为
表层选择层,制备了具有多层结构的复合膜,并对其进行静态接触角和SEM表征,系统研究了PDMS分子量、料液
温度对渗透汽化性能的影响。结果表明,随着表层分离层PDMS分子量的增加,多层复合膜的通量降低,而分离因
子上升;随着料液温度升高,多层复合膜的通量和分离因子上升明显。
关键词:超支化;多层复合膜;渗透汽化
中图分类号:TQ028.8文献标识码:A文章编号:1671-3206(2015)05-0845-05
Preparation of multilayer composite hyperbranched polysiloxane
membranes for n-butanol removal from water
LIN Jia-qiang, BAI Yun-aiang, ZHANG Chun-fang, GU Jin, WANG Wei, SUM Yu-ping
School of Chemical and Materials Engineering, Jiangnan University, Wuxi 214122, China)
Abstract: Hyperbranched polysiloxane was prepared to fabricate a pervaporative membrane(hpsi0-c
PDMS )as a intermediate layer of a new type multilayer composite membranes which contain a selective
layer(VTES-C-PDMS ) The morphology of multilayer composite membranes was characterized through
tatic contact ane and EM. In ai ion, e effect of molecular weight of PDMS, feed temperature on P
performances was studied. The results indicated that with increasing of the molecular weight of PDMS ir
selective layer, separation factor of multilayer composite membranes increased while the flux decreased
and with increasing of feed temperature, both separation factor and flux have a remarkable
Improve
Key words: hyperbranched; multilayer composite membranes; pervaporation
生物丁醇作为生物燃料可以替代汽油或柴油,复合结构的致密薄膜。但是,膜厚度的下降经常会
受到了广泛关注。传统ABE发酵法生产生物丁醇,伴随着膜强度的降低,而且由于多孔支撑层表面不
发酵液中的微生物对丁醇浓度非常敏感,由此分离平整,导致选择层表面产生了大量的缺陷,无法形成
低丁醇浓度(<5%)的丁醇水二元混合溶液的研究表面无缺陷的致密膜引。 Peters等通过在-
被大量报道。渗透汽化作为较新型的膜分离过Al202支撑层上铺上一层表面平整的y-Al203中间
程,用于分离液体混合物有很高的选择性及较低的层,制备了具有多层结构的PVA复合膜,其渗透汽
能耗,广泛地用于分离丁醇的研究?。
化性能表现出高通量及高选择性,很好地解决了上
用于渗透汽化的复合膜通常是将一层薄的致密述问题。由此,越来越多的人关注多层结构复合膜
选择层置于一层多孔机械稳定的支撑层,允许在渗的制备,其中,陶瓷、黄铜、A2O3?等无机材料作为
透汽化过程中承受一定的压差。在渗透汽化膜的发中间层制备的多层复合膜均有报道,但是它们价格
展过程中,更多的研究倾向于制备具有不对称的或昂贵,不利于工业化应用。超支化聚合物具有较大
收稿日期:2015-01-29修改稿日期:2015-02-10
甚金项目:江苏省产学研前瞻性联合研究项目(BY2013015-28
作者简介:林佳强(1990-),男,浙江温岭人,江南大学在读硕土生,师从孙余凭教授,主要从事渗透汽化分离丁醇的研
究。电话:15006186889,E-mail:yixueyoumeng(0163.com
通讯联系人:孙余凭(1955-),男,江苏泰州人,教授,硕导,主要从事膜分离过程及UV光固化材料研究。电话
13382888086,E-mail:suny2003@163.com