離子液體凝膠膜的制備及在烴類混合物分離中的應(yīng)用.pdf

1、目前石油能源日益緊缺，對烴類混合物有效分離以實現(xiàn)高效利用，對于石油化工領(lǐng)域具有重大意義。相比其他分離技術(shù)，膜分離技術(shù)由于其獨特的優(yōu)勢而體現(xiàn)了極大的發(fā)展?jié)摿?。近年來，分離烴類混合物體系的膜材料由于受膜結(jié)構(gòu)的限制而使其分離性能得不到提高。本文基于離子液體對烴類混合物優(yōu)良的萃取性能，以及結(jié)合凝膠膜獨特的半固體膜結(jié)構(gòu)，采用離子液體作為功能性載體來制備離子液體凝膠膜，將其首次應(yīng)用于分離芳烴烷烴和烯烴烷烴體系中。
　　本文在芳烴烷烴分離部分，

2、選擇甲苯正庚烷作為研究體系，采用溶劑揮發(fā)法制備了離子液體-聚合物凝膠膜，并將其應(yīng)用于滲透汽化(PV)過程來進行分離。本文考察了制膜條件如聚合物濃度，成膜溫度，膜厚，離子液體種類和含量等，以及料液濃度，料液溫度，料液流速等對分離性能的影響，以及通過考察離子液體陽離子結(jié)構(gòu)和親疏水離子液體復配的影響，進一步優(yōu)化了膜的分離性能。P(VDF-HFP)由于具有良好的成膜性以及與離子液體的高相容性而被選擇作為制膜的聚合物材料。膜液中聚合物濃度的變化，

3、會很大程度上改變成膜的致密性。離子液體含量增大會導致膜的結(jié)晶度降低，也驗證了離子液體對膜的增塑作用。此外，離子液體的陽離子吡啶環(huán)上烷基側(cè)鏈的長度增加，會導致凝膠膜的滲透通量增大而分離因子降低。通過將帶有吡啶環(huán)陽離子的離子液體與[Emim]DCA進行復配后，得到滲透通量達到84.75的同時，分離因子能夠達到22.67。
　　本文研究的第二部分是針對烯烴烷烴的分離，選擇了環(huán)己烯/環(huán)己烷作為研究體系，采用物理凝膠法，利用12HSA和合成

4、的絡(luò)合態(tài)離子液體Ag[C6H10]nNTf2之間的凝膠化驅(qū)動力，自組裝形成Ag+促進傳遞凝膠膜，并將其應(yīng)用于蒸汽滲透過程(VP)來進行分離?？疾炝瞬煌幕げ牧?，12HSA比例，絡(luò)合環(huán)己烯比例以及VP過程中料液溫度，料液初始濃度等對分離性能的影響。以及對膜在VP過程中的長期穩(wěn)定性進行了考察。疏水PVDF基膜由于具有與凝膠層更強的親和力而被選擇作為最優(yōu)的支撐膜材料。12HSA能使離子液體完全凝膠化的最低含量為1.5wt％。合成的離子液體A