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性能优良的渗透汽化膜对于一些结构相近或共沸体系具有较好的分离效果。本论文以二甲苯异构体的分离为研究对象,考察了引入β-环糊精(β-CD)聚合物的高分子膜对二甲苯异构体的分离效果,初步探索了含片层状水滑石(HT)的有机-无机杂化膜分离二甲苯异构体的性能。从膜材料与二甲苯异构体之间的相互作用以及溶解-扩散机理的角度对膜渗透汽化性能的影响进行了讨论。1.含β-CD的PVA聚合物膜以乙二醇双环氧丙醚(EGDE)为交联剂,分别制备了β-CD支化扩联聚合物(β-CD/EGDE)和交联共聚物(β-CD/EGDE/PVA)。将β-CD/EGDE与PVA共混制备了B-β-CD/EGDE/PVA共混膜,并将β-CD/EGDE/PVA直接制备成C-β-CD/EGDE/PVA共交联膜。红外结果表明共混膜和共交联膜都保存着β-CD空腔结构。共混膜在二甲苯中的溶胀实验表明:其平衡溶胀度Seq的顺序是OX>PX>MX,与二甲苯与环糊精形成的主客体复合物的平衡常数(K)的大小顺序相一致;而共交联膜中的平衡溶胀度Seq的顺序是OX>MX>PX,与二甲苯异构体的极性顺序相一致。这说明平衡常数K和二甲苯的极性是溶胀过程两个主要因素。而脱附结果表明二甲苯异构体分子都能够完全从膜中解析出来。考察了交联剂含量和料液浓度等因素对二元体系渗透汽化性能的影响,在PX/MX二元体系中,当Xp从10 wt%增加到40 wt%时,分离因子αm/p从0.798增加到2.04,而渗透通量从32.7下降到24.1 g/m2h。借助于溶解扩散模型可以很好地解释二元体系的渗透汽化实验结果,对于PX/MX/OX三元体系,实验结果与PX/MX或PX/OX二元体系得出的结论是相符的,但渗透通量随着料液浓度变化不大。实验结果表明,与纯PVA膜相比,引入β—CD后膜的分离性能有不同程度的提高,即膜内的β—CD有利于二甲苯异构体分离。2.聚丙烯酸/水滑石(PAA/HT)有机-无机杂化膜通过反相悬浮聚合技术将PAA插层到改性的水滑石片层之间,制备PAA/HT杂化物,红外光谱和X射线衍射的表征结果表明,该方法可以将PAA插层到HT层状结构之间,并且使层状结构剥离。选取了四个不同无机含量的杂化物(0、1、2、3 wt%)制成渗透汽化膜用于分离二甲苯异构体。考察了水滑石含量和料液浓度对渗透汽化性能的影响。随着水滑石含量的增加,渗透通量逐渐增加而分离因子αm/p先增加后减少,当水滑石含量为2 wt%时,在PX含量为10 wt%的PX/MX体系中,分离因子αm/p可以达到1.412,通量为49.82 g/m2h,高于纯聚丙烯酸膜。当料液浓度改变时,随着PX的增加,渗透通量逐渐增加而分离因子逐渐降低。实验结果表明杂化膜的渗透汽化性能优于纯PAA膜,即引入水滑石有利于PAA膜对二甲苯异构体的分离。