丙烯酸交联壳聚糖渗透汽化膜研究（Ⅱ）──乙醇／水混合液的渗透汽化分离性能

丙烯酸交联壳聚糖渗透汽化膜研究（Ⅱ）──乙醇／水混合液的渗透汽化分离性能钟伟，李文俊，葛昌杰，陈新（复旦大学高分子科学系，上海，２００４３３）关键词交联壳聚糖，渗透汽化，丙烯酸，乙醇／水混合液混合液体的渗透汽化（简称ＰＶ）膜分离自８０年代实现工业化以...     

壳聚糖／聚丙烯酸聚电解质复合物膜对水／有机液体系的渗透汽化性能

以壳聚糖和聚丙烯酸为原料制备了聚电解质复合物膜，并对其分离水／乙醇体系的渗透汽化特性和浓度，温度，化学组成等因素的影响进行了研究，发现后处理方法对复合物膜的分离性能影响很大。同时对其它水／有机液体系，该膜也具备优异的分离性能。     

壳聚糖膜的有机物—水溶液渗透汽化分离性能

使用均质和复合壳聚糖膜对二氧六环－水和丙酮－水溶液的渗透汽化分离性能进行了研究。结果显示，该膜对两种混合物的分离有很高的选择性和渗透速度。考察料液组成和温度对均质膜分离的影响，随温度升高，分离系数与通量同时增加，从渗透速率与温度的Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ关系求得总的和各组分的表观渗透活化能。复合膜在保持高选择性的同时，渗透速率大幅度提高。     

壳聚糖／褐藻酸钠聚离子复合膜的渗透汽化分离性能研究

以红外光谱和扫描电镜表征壳聚糖／褐藻酸钠聚离子复合膜的结构与表面形态。研究了该膜组成、料液浓度、温度等对乙醇－水溶液的渗透汽化分离性能的影响。实验结果表明，壳聚糖／褐藻酸钠聚离子复合膜不仅对乙醇－水溶液，而且对许多水溶性有机溶剂与水的溶液都具有很高的渗透汽化脱水的选择分离性能。     

渗透汽化分离苯—乙醇混合物

以甲基硅橡胶及甲基丙烯酸十二酯－甲基丙烯酸异丁酯的共聚物共为膜材料，以聚丙烯睛多孔膜为底膜制成复合膜，对苯－乙醇混合物进行渗透汽化分离。考察了膜材料的组成、分离温度、原料液组分等因素对膜性能的影响。     

壳聚糖膜的有机物－水溶液渗透汽化分离性能

使用均质和复合壳聚糖膜对二氧六环-水和丙酮-水溶液的渗透汽化分离性能进行了研究。结果显示,该膜对两种混合物的分离有很高的选择性和渗透速率。考察料液组成和温度对均质膜分离的影响,随温度升高,分离系数与通量同时增加。从渗透速率与温度的Arrhenius关系求得总的和各组分的表现渗透活化能,复合膜在保持高选择性的同时,渗透速率大幅度提高。     

壳聚糖复合膜及异丙醇／水混合液的渗透汽化分离

用磺化聚乙烯离子膜渗透汽化分离恒沸组成的i-PrOH/H_2O(87.2/12.8W/W),分离系数α高,渗透通量J低(小于300g/m~2·h,40℃),当醇含量高于90％时,膜性能变差;用CA膜、赛璐玢膜[2]、Nation-Na~+膜,J较高,α低(<30)。甲壳素脱乙酰基产物壳聚糖(Chitosan,简称CS),易交联改性,成膜性好。CS膜分离i-PrOH/H_2O,α很高,而J低。经戊二醛交联的CS膜尺寸稳定,增加了醇/水的J值,α虽有所下降,对i-PrOH/H_2O体系仍具有很高的值。为了进一步提高J值,我们研制了以聚丙烯腈(PAN)微孔膜作支撑的CS复合膜,     

过氯乙烯膜渗透汽化性能的研究

将过氯乙烯（ＣＰＶＣ）作为渗透汽化膜材料，用于分离乙醇／水溶液，研究了膜对水和乙醇的吸附溶解性能，对乙醇／水溶液的分离性能，分离温度对膜分离性能的影响。发现过氯乙烯膜优先透水，对乙醇／水溶液选择性高而透量较小。膜的稳定性较好。     

藻朊酸钠/壳聚糖聚电解质复合物膜 Ⅰ.对水/有机液体系的渗透汽化特性

制备了藻朊酸钠／壳聚糖聚电解质复合物复合膜，研究了进料液浓度、温度等对水／乙醇体系渗透汽化特性的影响；发现膜的不同表面接触进料液时膜的分离性能不同。同时，对其它水／有机液体系，该膜也具有优异的分离性能。     

聚环氧乙烷（PEO）／壳聚糖（CS）共混膜的醇－水渗透蒸发性能研究

研究了ＥｔＯＨ－Ｈ２Ｏ，ｎ－ＰｒＯＨ－Ｈ２Ｏ，ｉ－ＰｒＯＨ－Ｈ２Ｏ体系在ＣＳ膜和ＰＥＯ／ＣＳ共混膜中的渗透蒸发性能。讨论了料液温度、料液浓度、共混膜组成对分离性能的影响，结果发现ＰＥＯ的掺入能大大提高ｃｓ膜的渗透通量；而分离因子下降。同时从膜材料的聚集态结构出发对相关的渗透蒸发行为进行了讨论。对于ＰＥＯ／ＣＳ共混膜，膜内自由体积的大小是影响分离性能的主要因素，小分子在膜中的渗透蒸发行为主要是由扩散过程控制的。本文还研究了ＰＥＯ的掺入对壳聚塘膜强度的影响以及利用ＤＳＣ谱研究ＰＥＯ掺入后壳聚糖膜聚集态结构的变化。     

用脉冲梯度场核磁共振技术研究乙醇-水混合液在壳聚糖渗透汽化膜中的自扩散过程

用脉冲梯度场核磁共振技术(PFG—NMR)研究了水、乙醇和乙醇一水混合液在硫酸交联的壳聚糖渗透汽化膜和未交联的壳聚糖渗透汽化膜中的自扩散过程,得到了乙醇和水的溶解度和自扩散系数,阐述了水和乙醇透过壳聚糖膜的机理;实验结果表明：水和乙醇是分别由两种不同类型的扩散通道透过膜的;水是由亲水性的离子化通道扩散透过膜,而乙醇是由亲油性的高分子无定形区扩散透过膜;PFG—NMR方法所得到的结果与渗透汽化实验所得到的结果完全一致。     

Studies on Pervaporation Separation of Ethanol/Water Mixtures with Membranes of Polypropylene Sulfonate Salts

Sulfonated polypropylene membranes loaded with different kinds of counter-ions were prepared by heterogeneous chiorosulfonation reaction of polypropylene membrane followed by hydrolysis and ion-exchange reaction. The membranes obtained were used for selective separation of ethanol/water mixtures by pervaporation. The effects of counter-ion species, ion-exchange capacity, solution composition, thickness of membrane and temperature on the separation behavior of the membranes were investigated. Microstructure and morphology of the membranes were examined by X-ray and SEM as well.     

磺化聚砜醇水分离膜的研究

磺化聚砜是一种性能优异的离子交换膜材料,本文采用磺化反应合成了一系列不同离子交换容量(IEC)的磺化聚砜,研究了磺化聚砜膜的离子交换容量与醇水分离性能的关系,考察了用不同碱金属碱中和后膜分离性能的变化规律,结果表明:随着离子交换容量的增大,渗透通量增大,而分离因子在IEC=1.0meq/g左右出现最大值。不同碱金属离子膜的渗透通量按下列次序递减:L_i~+>Na~+>K~+,分离因子变化次序刚好相反。此外,料液温度,料液浓度对膜的醇水分离性能有较大的影响。     

疏水改性PDMS渗透蒸发膜分离苯/水体系

甲基三乙氧基硅烷;聚二甲基硅氧烷膜;疏水改性PDMS渗透蒸发膜分离苯/水体系