PDMS PVDF复合膜的制备及其对C3H8 N2体系的分离

PDMS PVDF复合膜的制备及其对C3H8 N2体系的分离

第２９卷第３期２００９年６月

膜科学与技术

ｈ伍ｌ、仍Ｒ１６Ｉｒ、陋ｓＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮｏＩｏＧＹ

Ｖｄ．２９

Ｎｏ．３

Ｊｕｎ．２００９

ＰＤＭＳ／ＰＶＤＦ复合膜的制备及其

对Ｃ３Ｈ８／Ｎ２体系的分离

鲁胜，操建华，李继定＋，陈翠仙

（清华大学化学工程系膜技术工程研究中心，北京１０００８４）

摘要：用相转化法制得ＰＶＤＦ底膜，并在此底膜上用表面涂敷法涂上ＰＤＭＳ分离层，对复合膜进行了表征，红外结果表明，ＰＤＭＳ预聚物发生了交联；扫描电镜（ＳＥＭ）照片结果表明，

ＰＤＭＳ在ＰＶＤＦ多孔膜表面形成均匀致密的分离层．利用ＰＤＭＳ／ＰＶＤＦ复合膜对Ｃ３Ｈ８佻体

系进行分离性能测试．考察了原料组成。原料压力和实验温度对ＰＤＭＳ／ＰＶＤＦ复合膜分离性

能的影响．实验结果表明：随着原料压力升高，膜对Ｃ；３Ｉ－Ｉｓ／Ｎ２的分离因子降低，通量增大；随着

实验温度降低，膜对Ｃ３Ｉ－Ｉｓ／Ｎ２的分离因子升高，通量增大．在Ｃ３Ｈ８体积分数１０％，原料压力

０．６

ＭＰａ，实验温度１５℃时，ＰＤＭＳ／ＰＶＤＦ复合膜对ＧＲ的通量为２６８４．６×１０８ｍ３／（ｍ２?ｓ?

、３‘．Ｂ‘‘’２

Ｐａ），分离因子口ｒｗ刷＝３５．６．

关键词：ＰＤＭＳ；ＰＶＤＦ；气体分离；ｃ３８８；Ｎ２；通量；分离因子中图分类号：ＴＱ０２８．８

文献标识码：Ａ

文章编号：１００７—８９２４（２００９）０３—００１８一０６

基于有机膜的气体分离技术近年来发展迅

速【卜４Ｉ．挥发性有机气体（ｖｏｌａｔｉｌｅ

ｏｒｇａｎｉｃｃｏｍ—

前人对有机蒸气膜法回收已经做了很多卓有成效的工作［８—１４Ｊ．Ｇａｌｅｓｔｓ］等用ＰＤＭＳ／ＰＥＩ复合膜分

离丙酮，乙酸乙酯和乙醇等有机蒸气与空气的混合物，在操作温度２０℃，操作压力Ｏ．１ＭＰａ，有机蒸气

ｐｏｕｎｄｓ，ＶＯＣ’ｓ）膜法回收技术被广泛用于炼油厂，塑料厂等工业领域．膜法回收有机蒸气的过程可以

回收很多有价值的有机物，从而既保护了环境，又节

省了能源和原材料．美国的ＭＴＲ，德国的ＧＫＳＳ以及我国的大连化物所在很多工业领域都成功应用了此项技术，取得了很好的经济效益【５－７Ｊ．

用于有机蒸气回收的膜材料大多是将橡胶类物质涂于多孔底膜支撑层上．硅橡胶（ＰＤＭＳ）是最常用的有机蒸气回收膜材料，它对有机气体有很高的

体积分数１００，６的操作条件下，丙酮，乙酸乙酯，乙醇

的通量分别为０．４５，０．２５和０．８ｎ１３／（ｍ２?ｈ?ＭＰａ）．

Ｊｉａｎｇ和Ｋ１ｌｍａｒ【９，１０］使用ＰＤＭＳ／ＰＳＦ复合膜对Ｃ２，

Ｃ３与Ｎ２的混合物做分离实验，在操作温度２０℃，操作压力０．４ＭＰａ，原料组成的体积分数为Ｎ２８０％，乙烯５％，丙烷７．５％，丙烯７．５％时，分离因

子分别为口ｑ‰他２１５?ｌ，口ｑ心他。１３?４，口ｑ心他２

９．３，通量分别为丙烷１丙烯１

３８６．９Ｘ１０８

５６２．９×１０８

渗透通量，而对Ｎ２的渗透通量很小．ＰＤＭＳ的玻璃

化转变温度很低，为一１００℃左右，因此即使在低温下也能保持橡胶态，从而保持很高的分离性能，这就使得ＰＤＭＳ膜材料在室温或者低温下回收有机蒸气成为可能．

收稿只期：２００７—１１—２０；修改稿收到日期：２００７—１２—１４

ｍ３／（ｍ２?ｓ?Ｐａ），

Ｘ

ｍ？／（ｍ２?ｓ?Ｐａ），乙烯９６２．５

１０８

ｍ３／（ｍ２…Ｐａ），氮气１０３．５Ｘ１０ｓｍ３／（ｍｓ…Ｐａ）．

本文以ＰＶＤＦ为底膜，ＰＤＭＳ为分离材料制备了复合膜，对复合膜进行了表征，并对ＱＩ－ｉｓ／Ｎ２混

基金项目：国家９７３项目（２００３ＣＢ６１５７０１）；国家自然科学基金项目（２０５７６０５９，２０６７６０６７，２０７３６００３）；中石化科技开发研

究基金（）（５０５００２）；中石油风险创新基金（０５０５１１４３）

作者简介：鲁胜（１９８３一），男，安徽省巢湖市人，硕士研究生．＊联系人，电话：０１０—６２７８２４３２，Ｅ—ｍａｉｌ：ｌｉｊｉｄｉｎｇ＠

ｌｎａｉｌ．乜．ｍｇｈｕａ．ｅｄｕ．ｃｎ

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