摘要: 渗透汽化作为一种新兴的膜分离技术，凭借其能耗低、分离效率高、操作易行、无污染等优势得到了广泛的关注。然而如何突破渗透性与选择性难以兼顾的限制仍是这一领域的研究瓶颈。本文从渗透汽化复合膜的基本结构入手，制备了亲水性渗透汽化膜，研究了... 展开 渗透汽化作为一种新兴的膜分离技术，凭借其能耗低、分离效率高、操作易行、无污染等优势得到了广泛的关注。然而如何突破渗透性与选择性难以兼顾的限制仍是这一领域的研究瓶颈。本文从渗透汽化复合膜的基本结构入手，制备了亲水性渗透汽化膜，研究了分离层的基本结构、不同分离体系以及支撑层的基本结构对渗透汽化分离性能的影响。具体内容如下： 1、以PTFE-PVDF商品微孔膜为支撑层，以戊二醛交联的聚乙烯醇为分离层，通过表面涂覆法制备了优先透水的交联PVA/PTFE-PVDF复合膜。采用ATR-FTIR、SEM、AFM、CA等多种表征方法对膜的化学组成、形貌结构以及亲疏水性进行表征和分析。结果表明：分离层发生了明显的交联反应，膜表面致密光滑无缺陷，分离层与支撑层紧密结合无分层，接触角由134.5°减小到45.7°，制备的膜是优先透水的亲水膜。 2、以乙醇/水混合物为分离体系，探究了交联比率、PVA浓度、分离层厚度等因素对渗透通量和分离因子的影响。确定了最佳制膜条件：PVA浓度为7wt%、交联比率为0.22、分离层厚度（刮刀厚度）为100μm。 3、分别以乙醇/水、乙二醇/水混合物为分离体系，考察了进料温度、进料浓度及进料流量等操作条件对制备的渗透汽化膜渗透通量和分离因子的影响，并对两种体系的分离效果进行了比较。结果表明：随着进料温度的升高，渗透通量增加，分离因子减小；随着进料浓度的增加，渗透通量减小，分离因子变大；随着进料流量的增加，渗透通量增加，分离因子减小；在相同的操作条件下，乙醇/水体系的分离效果要优于乙二醇/水体系。 4、开展了支撑层结构对渗透汽化膜结构和分离性能影响的实验研究。采用浸没沉淀相转化法制备了聚偏氟乙烯多孔支撑膜，以PVA交联液为分离层，制备了PVA/PVDF复合膜，通过SEM和CA表征方法，对不同含量聚合物PVDF和致孔剂PVP制备的支撑膜形貌结构和亲疏水性进行分析。结果表明：随着聚合物PVDF浓度的增加，支撑膜表面孔隙率变小，接触角下降；随着致孔剂PVP浓度的增加，支撑膜表面孔隙率变大，接触角变大；综合考虑其适宜制备条件为PVDF浓度16wt%，PVP浓度3wt%。 5、以乙醇/水体系为分离对象，考察了PVA/PVDF复合膜的支撑层中聚合物PVDF和致孔剂PVP含量对渗透汽化分离性能的影响。结果表明：随着聚合物PVDF浓度的增加，渗透通量降低，分离因子增加；随着致孔剂PVP浓度的增加，渗透通量升高，分离因子降低；在相同操作条件下，与以PTFE-PVDF商品微孔膜为支撑层制得的复合膜相比，渗透通量有了很大的提高，而分离因子却有所降低。 收起