催化-滲透汽化復(fù)合膜的制備及在乙酸異戊酯合成中的應(yīng)用.pdf

1、性能良好的催化-滲透汽化復(fù)合膜主要應(yīng)該具備穩(wěn)定的催化活性、優(yōu)異的選擇分離性以及良好的機(jī)械穩(wěn)定性，這是一項(xiàng)新型的工藝技術(shù)，具有很強(qiáng)的市場競爭力。與傳統(tǒng)的分離以及催化過程相比，具有雙重功能的催化-滲透汽化膜反應(yīng)器使整個反應(yīng)工藝流程更加緊湊，降低能耗，而且可以大大減少設(shè)備投資以及操作費(fèi)用。本文制備的5-磺基水楊酸(SA)-聚乙烯醇(PVA)/聚醚砜(PES)復(fù)合膜，并用于滲透汽化耦合的乙酸異戊酯合成反應(yīng)。催化-滲透汽化復(fù)合膜是以自制的PVA/

2、PES分離膜為底膜，采用浸漬流延法，浸漬PVA與SA交聯(lián)形成的共混催化膜液所制得。制備過程中優(yōu)化了制膜參數(shù)，而且通過化學(xué)鍵作用力連接的PVA和SA不僅克服了均相酸催化的主要缺點(diǎn)，還大大改善了催化復(fù)合膜的催化穩(wěn)定性。
　　 為了考察催化-滲透汽化復(fù)合膜的滲透汽化性能，主要通過調(diào)整催化層中PVA濃度(2％～4％)并與分離膜的分離性能相比較，進(jìn)一步確定催化層的加入對復(fù)合膜分離性能的影響;對料液濃度、溫度等膜分離性能影響因素進(jìn)行了考察，

3、還分別進(jìn)行了復(fù)合膜分離層和催化層的溶脹度測量;確定催化-滲透汽化復(fù)合膜的催化層為wt.3％的PVA-SA，在70℃條件下通過對wt.95％乙醇/水體系進(jìn)行分離，測得復(fù)合膜滲透通量，分離因子分別為104.45g/(m2·h)和193。
　　 將催化-滲透汽化復(fù)合膜直接用于催化乙酸異戊酯的合成反應(yīng)，主要測定了復(fù)合膜上SA的負(fù)載量并考察了其對膜催化效果的影響;最后將催化-滲透汽化復(fù)合膜用于乙酸異戊酯的合成反應(yīng)與滲透汽化耦合研究，并對其

4、催化穩(wěn)定性、重復(fù)性進(jìn)行了系統(tǒng)考察。膜催化穩(wěn)定性良好，五次反應(yīng)后仍具有可觀的催化效果。最優(yōu)酯化反應(yīng)條件為:料液溫度75℃，醇酸摩爾比1∶1，鑄膜液中催化劑SA的加入量為PVA摩爾量的30％，膜熱處理溫度為120℃，經(jīng)過24h的滲透汽化耦合實(shí)驗(yàn)，酯化反應(yīng)轉(zhuǎn)化率達(dá)到了93.8％和游離的SA耦合反應(yīng)效果一樣，與相同條件下原位反應(yīng)相比乙酸轉(zhuǎn)化率提高了近25％。
　　 總之，催化-滲透汽化復(fù)合膜具有優(yōu)異的催化性能和良好的滲透汽化性能，將其用