【摘要】：汽油中有機硫燃燒后產生的硫氧化物(SO_X),直接排放會造成嚴重的大氣污染,威脅人類的生存環(huán)境。我國油品來源相對較單一,催化裂化(Fluid Catalytic Cracking,FCC)汽油占油品市場的80%左右。因此,脫除FCC汽油中的有機硫化物,生產清潔汽油迫在眉睫。滲透汽化是一種新興的分離技術,用于脫硫時具有操作條件溫和、能耗低、分離效率高可深度脫硫、不損失辛烷值等優(yōu)點。滲透汽化膜分離技術的核心是滲透汽化膜材料�；旌匣|膜可將有機膜與無機膜的優(yōu)點結合起來,發(fā)揮協(xié)同效應。但傳統(tǒng)的混合基質膜由于存在無機粒子團聚及界面缺陷的問題,達不到預期的分離效果。本文選取可溶于水的聚乙二醇(PEG)作為有機膜基體,選取水相合成后不經過干燥處理而是直接分散在水中的SiO_2和ZIF-8作為無機粒子,通過共混的方法(水基工藝),分別制備ZIF-8-PEG/PVDF和Si O_2-PEG/PVDF兩種混合基質膜,提高了PEG膜的脫硫性能。本文通過水相合成的方法制備了ZIF-8納米粒子,將ZIF-8分散液與PEG的水溶液共混制備ZIF-8-PEG/PVDF混合基質膜。采用掃描電子顯微鏡(SEM),傅立葉紅外光譜儀(FT-IR),X射線(XRD),N_2吸脫附等分析表征手段對ZIF-8粒子進行表征;通過SEM,FT-IR等表征手段對所制備混合基質膜進行了系統(tǒng)的表征。研究ZIF-8粒子填充量、操作溫度、料液濃度對ZIF-8-PEG/PVDF混合基質膜滲透汽化性能的影響。實驗表明,ZIF-8粒子填充量為4%,ZIF-8-PEG/PVDF混合基質膜滲透汽化性能最佳。當料液濃度為200 ppm,操作溫度為75℃,4%-ZIF-8-PEG/PVDF混合基質膜滲透通量達1.96 kg/(m~2·h),富硫因子為8.93。與純PEG膜相比滲透通量和富硫因子分別提高了397%和18.75%。通過水基工藝制備了SiO_2-PEG/PVDF混合基質膜。采用透射電子顯微鏡(TEM)等分析表征手段對SiO_2粒子進行表征;采用FT-IR,X射線光電子衍射(XPS),SEM對混合基質膜進行了系統(tǒng)的表征。通過滲透汽化實驗對所制備的混合基質膜進行脫硫性能評價。考察Si O_2粒子粒徑、填充量、操作溫度對SiO_2-PEG/PVDF混合基質膜的滲透汽化性能的影響。結果表明,與純PEG膜相比,填充了SiO_2粒子SiO_2-PEG/PVDF混合基質膜滲透通量顯著提高。在SiO_2粒子填充量為1%,料液濃度為200 ppm,溫度為75℃時,滲透通量達4.0 kg/(m~2·h),富硫因子為8.93。與純的PEG膜相比滲透通量和富硫因子分別提高了915%和18.75%。
【圖文】：

圖1.1滲透汽化溶解-擴散模型示意圖. 1.1 The model of pervaporation dissolving-diffusion th分為三個步驟：進入滲透汽化膜的上游側，在組分壓差的推動

?ZIF-8-PEG/PVDF 混合基質膜的滲透汽化脫硫性能研究17圖2.1 ZIF-8粒子合成示意圖Fig.2.1 Schematic of the ZIF-8三、ZIF-8-PEG/PVDF MMMs 的制備圖 2.2 為制備 ZIF-8-PEG/PVDF MMMs 的示意圖。首先，在燒杯中依次加入含有ZIF-8 粒子的溶液，去離子水和乙醇溶液（水和 ZIF-8 的總質量和乙醇的質量比為 1:1），隨后，加入聚乙二醇（PEG）1.5 g（質量分數為 15 %），攪拌使其充分的溶解。然后，加入 0.24 g 順丁烯二酸酐作為交聯劑，，0.045 g 質量分數為 30 %的三甲胺水溶液作為催化劑，室溫下攪拌得到鑄膜液（其中 PEG 與馬來酸酐交聯方程式如圖 2.3 所示）。最后
【學位授予單位】：西北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TQ051.893;TE624.55

【參考文獻】

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8 梁e

本文編號：2638870