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高分子管式膜通过扩散渗析分离酸碱
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商品编号
FP48686323663841339367
商品权属
自有
交易方式
普通许可
商品价格
¥ 1,000,000 元

店铺信息

盐城师范学院
电话 188xxxx1926
扩散渗析(DD)是一种由浓度梯度驱动的膜分离过程,分离过程具有节能、绿色、除水外不引入任何化学试剂的优势,不仅能够避免酸或碱的污染,更能够将料液中的酸碱得到有效的回收。传统的扩散渗析过程需要利用平板膜,构建板框式扩散渗析(PFDD)或螺旋缠绕扩散渗析(SWDD)组件 。其中,PFDD组件对多片平板膜进行并联,对酸(如HCl、H2SO4、HNO3或H3PO4)具有较高的回收率,但是,不同的膜片需要用隔板和垫片隔开,整个膜堆需要用大量的螺钉和两块厚的边板连接,这两块边板在渗析器中相当重,组装过程复杂。更为严重的是,膜的重量百分比相对于整个渗析器非常低 (0.6%)。因此PFDD组件具有体积大、重量高、组装和拆卸复杂、通道窄、传质不充分等缺点。对于SWDD组件,它使用一块长的平板膜,与隔网螺旋卷曲在一起,具有设备紧凑、体积较小、处理量大、运输方便、传质充分等优点。但组件仍需要许多配件来运行流体,为了防止液体在两端的渗漏,组件的两端侧面用胶水将膜密封在膜组件中。因此,膜很难拆卸、检查和更换。
为克服以上问题,我们设计了高分子管式膜DD新组件。管式膜的设计灵感来源于仿生学方面的“筛管”和“血管”,制备柔软致密的管状结构膜,简称管式膜,浸泡在母液中即可直接进行离子的扩散过程,因此管式膜DD组件非常简单,在实际保存和运输过程中可以放在一个简单的便携袋中。
为了制备管式膜,我们选择无毒无害、粘度高、柔韧性强的聚乙烯醇(PVA)水溶液为起始膜液,将PVA膜液和四甲氧基硅烷(TMOS)进行溶胶-凝胶反应,之后涂覆、干燥并裁剪成矩形的平板膜,对平板膜的两侧长边进行粘合,形成了管式膜,并进行进一步的交联。管式膜致密无孔,截面直径为1.27 - 1.72 cm,在DD过程中,管浸泡在母液(如水)中,将酸液或碱液导入管内,料液中的离子可以选择性地通过膜渗透到母液中。管式膜避免了传统DD的隔室、垫圈、隔网和隔板的使用。将管式膜应用于动态和半动态DD过程中,分离含HCl和草甘膦(Gly)的有机酸化液。动态DD表明,回收液可得到1.27 mol/L的盐酸,盐酸回收率为65.2%,草甘膦截留率为96.3%,草甘膦收率为65.2%,纯度为84.7%。半动态DD具有节能、易操作、进料量大等优点。在1.86 L m-2 h-1的进料流速下,回收率稳定在71.1% - 75.5%,草甘膦收率稳定在65.1% - 87.9%。
扩散渗析(DD)是一种由浓度梯度驱动的膜分离过程,分离过程具有节能、绿色、除水外不引入任何化学试剂的优势,不仅能够避免酸或碱的污染,更能够将料液中的酸碱得到有效的回收。传统的扩散渗析过程需要利用平板膜,构建板框式扩散渗析(PFDD)或螺旋缠绕扩散渗析(SWDD)组件 。其中,PFDD组件对多片平板膜进行并联,对酸(如HCl、H2SO4、HNO3或H3PO4)具有较高的回收率,但是,不同的膜片需要用隔板和垫片隔开,整个膜堆需要用大量的螺钉和两块厚的边板连接,这两块边板在渗析器中相当重,组装过程复杂。更为严重的是,膜的重量百分比相对于整个渗析器非常低 (0.6%)。因此PFDD组件具有体积大、重量高、组装和拆卸复杂、通道窄、传质不充分等缺点。对于SWDD组件,它使用一块长的平板膜,与隔网螺旋卷曲在一起,具有设备紧凑、体积较小、处理量大、运输方便、传质充分等优点。但组件仍需要许多配件来运行流体,为了防止液体在两端的渗漏,组件的两端侧面用胶水将膜密封在膜组件中。因此,膜很难拆卸、检查和更换。
为克服以上问题,我们设计了高分子管式膜DD新组件。管式膜的设计灵感来源于仿生学方面的“筛管”和“血管”,制备柔软致密的管状结构膜,简称管式膜,浸泡在母液中即可直接进行离子的扩散过程,因此管式膜DD组件非常简单,在实际保存和运输过程中可以放在一个简单的便携袋中。
为了制备管式膜,我们选择无毒无害、粘度高、柔韧性强的聚乙烯醇(PVA)水溶液为起始膜液,将PVA膜液和四甲氧基硅烷(TMOS)进行溶胶-凝胶反应,之后涂覆、干燥并裁剪成矩形的平板膜,对平板膜的两侧长边进行粘合,形成了管式膜,并进行进一步的交联。管式膜致密无孔,截面直径为1.27 - 1.72 cm,在DD过程中,管浸泡在母液(如水)中,将酸液或碱液导入管内,料液中的离子可以选择性地通过膜渗透到母液中。管式膜避免了传统DD的隔室、垫圈、隔网和隔板的使用。将管式膜应用于动态和半动态DD过程中,分离含HCl和草甘膦(Gly)的有机酸化液。动态DD表明,回收液可得到1.27 mol/L的盐酸,盐酸回收率为65.2%,草甘膦截留率为96.3%,草甘膦收率为65.2%,纯度为84.7%。半动态DD具有节能、易操作、进料量大等优点。在1.86 L m-2 h-1的进料流速下,回收率稳定在71.1% - 75.5%,草甘膦收率稳定在65.1% - 87.9%。
商品类型 技术成果 项目阶段 试生产 成果权属 独占
技术领域
新材料
交易方式 普通许可 权属人
盐城师范学院
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