3。4膜的溶胀性分析 14

3。5 膜的分离性能分析 16

结论 18

参考文献 19

致谢 20

1。绪论

膜技术可在温和、低成本条件下实现物质分子水平的分离，已成为当代解决人类面临的能源、水资源等领域重大问题的共性技术，受到各国政府高度重视。高性能膜材料是膜技术的核心。其中，渗透汽化膜是近年膜技术与科学研究中最活跃的领域之一[ ]。

1。1渗透汽化

1。1。1渗透汽化简介来自优O尔P论R文T网WWw.YoueRw.com 加QQ7520`18766

渗透汽化（Pervaporation，简称PV），是在液体混合物中组分蒸汽压差推动下，利用各组分在膜中的溶解与扩散速率不同来实现液液分离的过程。渗透汽化技术是膜技术的一个新型分支，也是热驱动的蒸馏法与膜法相结合的过程。在渗透过程中将产生由液相到气相的相变，膜的一侧为液态混合物，另一侧为汽相真空状态。

与蒸馏、精馏等传统分离过程相比，它具有节能、高效、易操作、无污染、成本低、工艺放大效应小等优点，主要应用在有机合成反应、分离有机混合物、亲水膜或荷电膜对醇类或其他有机溶剂进行脱水、憎水膜去除水中少量有机物。总而言之，渗透汽化技术的应用前景十分广阔。

1。1。2渗透汽化的机理模型

目前,渗透汽化的机理模型主要有溶解扩散模型(Solution-Diffusion Model)、非平衡溶解扩散模型(Dissolved Non-Equilibrium Diffusion Model)、微孔模型（Finely-Porous Model）、不可逆热力学模型（Non-Equilibrium Thermodynamic Model ）等几种。其中最常用的是溶解扩散模型。

一般用溶解扩散模型解释渗透汽化过程的传质机理，多用于物质在非多孔膜内渗透过程的机理解释。该模型假设膜是完美无缺的理想膜。过程可分为三步：分子与膜接触，分子在膜的进料侧表面吸附溶解（热力学过程）；吸附溶解的分子在浓度差的推动下扩散透过膜，到达膜的透过侧（动力学过程）；在膜的透过侧表面分子解吸。

1。1。3渗透汽化膜材料

膜是渗透汽化分离过程的核心，它的性能决定着整个渗透汽化分离过程的效率，选择优良的膜材料并制备出性能优良的渗透汽化膜在整个研究过程中显得尤为重要。

渗透汽化过程是一个复杂的传质传热过程，影响其分离效率的因素也有很多。如今，主要依据极性相似和溶剂化原则、溶解度参数原则、Flory-Huggins相互作用参数原则来作为渗透汽化膜材料的选择依据。

渗透汽化膜的分类方法有很多。按其结构，可分为复合膜和均质膜；按膜材料，可分为无机膜、有机高分子膜和有机-无机复合膜；按膜状态，可分为橡胶态膜、玻璃态膜和离子型聚合物膜；按其分离体系，可分为优先透水膜、有机物优先透过膜和有机-有机混合物分离膜[ ]。

1。1。4优先透水膜论文网

优先透水膜材料具有良好的亲水性能，能优先吸附水分子，并且具有良好的渗透性。聚乙烯醇（PVA）、聚丙烯酸（PAA）、聚丙烯腈（PAN）等都是目前常用的亲水膜材料。其中，分子链中含有大量侧羟基的聚乙烯醇(PVA) 是亲水性高分子渗透汽化膜材料的典型代表，因其具有高亲水性、良好的耐热和耐化学性、抗有机物污染和良好的成膜性，且价格低廉，是最常见、最早用于渗透汽化脱水膜分离层的材料。

1。1。5聚乙烯醇(PVA)膜

聚乙烯醇（PVA）是由聚醋酸乙烯脂高度水解得到的一种水溶性高分子材料，无毒，无污染，具有良好的成膜性和乳化性，性能介于橡胶和塑料之间，常被用来制备涂料、粘合剂、乳化剂、薄膜等产品。