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...     

壳聚糖膜结构与乙醇／水混合液的渗透汽化性能

用渗透汽化膜分离混合液体,纤维素、赛璐玢等作醇/水分离膜有较高的渗透通量,但分离系数低.甲壳素是广泛存在于自然界的一类天然高分子.前文报道了用甲壳素脱乙酰基的产物壳聚糖(CS)作醇/水渗透汽化(PV)分离膜,在一定的原料液浓度下具有较好的选择渗透性.本文讨论CS膜结构对乙醇/水混合液PV性能的影响,并探讨了提高选择性的途径.     

醇／水混合液分离用聚乙烯醇复合膜的渗透汽化特性

制备了聚乙烯醇（ＰＶＡ）／聚丙烯睛（ＰＡＮ）渗透汽化复合膜，研究了交联剂用量、底膜结构、进料液组成、操作温度等因素对膜的渗透汽化性能的影响．发现ＰＶＡ／ＰＡＮ复合膜对水／醇混合液表现为水优先透过，进料液中乙醇浓度在６０～９９ｗｔ％的范围内，渗透通量Ｊｔ与温度之间符合Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ关系，选择分离系数αＷ／Ｅ也随温度上升而增大．进料液为９５ｗｔ％的乙醇／水混合液时，７５℃下Ｊｔ高达３００～４５０ｇ／ｍ２ｈ，αＷ／Ｅ为８００～１１００．对异丙醇／水、异丁醇／水及甘油／水混合体系，复合膜显示出更为优秀的透过、分离性能．就膜的化学、物理结构与其渗透汽化性能间的关系进行了讨论．     

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。     

肝素化壳聚糖季铵盐／壳聚糖复合膜抗凝血性能的研究

以壳聚糖季铵盐，壳聚糖为基本原材料，选用戊二醛为交剂剂及固定剂，制备一种物理机械性能较优的抗凝血材料。探讨了戊二醛及肝素钠两者用量对肝素化程度及血液生的影响。     

磺化聚乙烯离子交换膜渗透汽化分离二氧六环／水混合物研究

本文用非均相光化学氯磷化反应制得了亲水的耐有机溶剂耐酸碱的磺化聚乙烯离子交换膜．膜截面离子基因密度与反应程度有关．该膜对近恒沸组成的二氧六环／水混合液显示出很高的渗透汽化分离系数和透过速率．研究了对离子、离子交换容量、料液浓度和温度对分离性能的影响．通过膜内水合离子形成“水通道”模型讨论了渗透机理．膜内离子基团密度估计及水的表观渗透活化能的大小支持“水通道”的存在．     

磺化聚乙烯中空纤维离子交换膜渗透汽化分离异丙醇/水混合液研究

离子交换膜作为醇/水和其他有机水溶液的渗透汽化分离膜有很好的选择性^[1-3]。其中尤以磺化聚乙烯离子交换膜最为显著。用磺化聚乙烯离子膜分离恒沸组成的异丙醇/水和乙醇/水(85:15wt%)混合物^[4]、近恒沸组成的二氧六环/水混合物^[5],透过物中水含量大于99%,而且保持了较高的渗透通量。但上述实验均使用的平板型膜,大型平板膜组件的加工制造昂贵而困难,况且膜在分离运行过程中会随料液浓度的变化发生溶胀与收缩,使固定的平面膜起皱在收缩时又可能被拉破。为了提高单位组件内的膜面积(中空纤维组件的膜装填密度为平板式的60-100倍),发展中空纤维型膜及其组件势在必行。本文首次报道磺化聚乙烯中空纤维阳离子交换膜对异丙醇/水的渗透汽化性能。     

渗透汽化复合膜*

渗透汽化是膜科学研究中最活跃的领域之一,在分离液体混合物,尤其是痕量、微量物质的移除,近、共沸物质的分离等方面有独特优势。介绍了渗透汽化膜的种类和复合膜的制备方法。按渗透汽化三大分离体系,即从水相中分离有机物、有机液脱水和有机混合液的分离,综述了近几年渗透汽化复合膜的研究进展。最后,指出了制约其发展的问题和未来发展方向,并对渗透汽化复合膜的应用前景进行了展望。     

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。     

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     

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。     

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。     

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。     

明胶膜醇／水分离特性

明胶(Gelatin)曾用于与其它高聚物共混制备分离膜材料,但迄今未见单独成膜用于膜分离的报道.本文首次报道高纯牛骨胶经Cr_2(SO_4)_3交联后制膜的方法,并成功地用于醇/水渗透蒸发分离.采用渗透蒸发分离醇/水混合物,既节能又简便.     

壳聚糖膜的处理方法与其渗透汽化性能间的关系

对壳聚糖均质膜折脱酸处理、干燥方法与所得膜的渗透汽化性能间的关系进行了研究。结果表明，处理方法的不同直接影响到膜的透过、分离性能。用含３ｗｔ．％ＮａＯＨ的醇水溶液（乙醇／水＝５０／５０（ｗｔ．／ｗｔ．））进行脱酸处理的膜，其α水／乙醇值，在料液温度为５５－７５℃的范围内几乎不变。     

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。