Page 81 - 《精细化工》2022年第8期
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第 8 期                        周志辉，等:  优先透过有机物渗透汽化膜研究进展                                   ·1581·


            收。鲁落义等       [48] 使用 ZIF-67 改性嵌段聚醚聚酰胺              适用范围。
            （PEBA）对质量分数为 6%的 EAc 水溶液进行渗透                       4.2   有机物/有机物体系
            汽化分离，分离后 EAc 质量分数达 89%，分离系数                            工业的发展对多种有机物混合物的分离也有一
            达 122。由于 ZIF-67 粒子具有疏水性和卓越的水稳                      定的需求，优先透过有机物渗透汽化膜在有机物混
            定性，经过 ZIF-67 改性的 PEBA 膜对 EAc 的选择性                  合物分离方面有着很大的发展空间，但有机分子间
            增加，说明通过优化颗粒负载可以提高分离系数和                             相互作用比较复杂，使用优先透过有机物渗透汽化
            渗透通量。                                              膜分离有机混合物颇具挑战性。表 2 总结了近年来
                 目前，适合用于渗透汽化分离回收有机物的膜                          优先透过有机物渗透汽化膜在分离有机混合物方面
            材料数量有限，性能有待提高。该领域未来的研究                             的应用，主要有烷烃/硫化物、甲醇/甲基叔丁基醚
            应该致力于合成或探索具有高疏水性和自由孔径大                             （MTBE）、对二甲苯/邻二甲苯、芳香类有机物/精
            小的新型材料，开拓渗透汽化膜用于有机物回收的                             油、甲醇/甲苯的分离等          [50-54] 。

                                           表 2   有机物/有机物体系渗透汽化分离应用
                               Table 2    Application of pervaporation separation of organic/organic systems
                                                                             2
                    膜种类                 分离体系              温度/℃        通量/[g/(m ·h)]   分离系数         参考文献
                     ①
                PMePP               正庚烷/有机硫化合物              85            3.5            4.5         [50]
                SF-MePP ②           MeOH/MTBE               40            334           287          [51]
                MOFs-MIL-160        对二甲苯/邻二甲苯               75            467           38.5         [52]
                PEBA/PDMS           芳樟醇/紫苏精油                30            0.45          160          [53]
                PEBA/PDMS           柠檬烯/紫苏精油                30            8.8           140          [53]
                PEBA/PDMS           紫苏醛/紫苏精油                30            8.2           180          [53]
                         ③
                            ④
                UiO-66(NH 2) /PA    甲醇/甲苯                   22           1550            5           [54]
                 ①PMePP：聚[双（对甲基苯基）磷腈]。②SF-MePP：一种含芴基的聚芳醚砜嵌段共聚物。③UiO-66(NH 2)：一种锆基金属有机
            框架材料。④PA：聚间苯二甲酰胺。

                 甲醇（MeOH）是基本有机化工原料之一。MeOH                      改性，由于 UiO-66(NH 2 )颗粒具有大比表面积和可
            可与异丁烯反应得到甲基叔丁基醚（MTBE），在生                           控的孔隙率以及优异的化学稳定性和热稳定性，有效
            产过程中 MTBE 易与 MeOH 形成共沸物，因此                         提高了 PA 膜对甲醇/甲苯混合物的传输性能。
            MTBE 与 MeOH 的有效分离有着重要的意义。HAN                           优先透过有机物渗透汽化分离有机混合物的研
            等  [51] 合成了含芴基的聚芳醚砜嵌段共聚物用于                         究还不够全面，目前还没有研究表明通过改性可以
            MeOH/MTBE 渗透汽化分离，发现在共聚物链中引                         提高膜对有机混合物中某一种有机物的选择性，大
            入咪唑基和芴基提高了共聚膜的热稳定性，促进了                             都是利用改性产生的物理交联作用增强分离效果。
            MeOH 扩散传输通道的形成，实现了 MeOH/MTBE                       未来需要致力于研究有机分子在渗透汽化膜中的传
            混合物的有效分离。                                          输机制。此外，多孔 MOFs、COF 材料与聚合物基
                 二甲苯是广泛用于医药、农药、炸药、涂料等                          底有很高的相容性，在分离有机混合物的研究方面
            行业的重要原料。二甲苯由对二甲苯、间二甲苯、                             颇具潜力    [55] 。
            邻二甲苯 3 种异构体组成，由于 3 种异构体作用各
                                                               5   结束语与展望
            不相同，因此分离 3 种异构体显得尤为重要。WU
            等 [52] 制备了 MIL-160 管状膜用于二甲苯异构体的渗                       近年来，随着有机物应用的愈发广泛，基于低
            透汽化分离，MIL-160 膜不仅稳定性好，其合适的                         耗能、无污染、设备简易的渗透汽化膜分离技术在
            孔径使对二甲苯优先透过，同时抑制间二甲苯和邻                             工业生产中有着广阔的应用前景。本文从膜种类、
            二甲苯通过，从而达到分离提纯对二甲苯的目的。                             膜制备、膜改性、膜应用 4 个方面综述了近年来优
                 甲醇与甲苯的混合物通常用于石化、纺织、医                          先透过有机物渗透汽化膜的研究进展。
            疗和化妆品等领域。由于在生产过程中甲醇和甲苯                                 在膜材料的选择方面，无机材料具有优异的稳
            会形成共沸物难以分离，传统的分离方法如蒸馏技                             定性、耐热性和机械性，但无机材料无法稳定控制
            术能耗高、流程复杂，而渗透汽化技术相对更节能                             成膜过程中结晶的定向性和膜的层数，难以制得完
            简便。PENKOVA 等       [54] 用一种锆基金属有机框架材               整无缺陷的无机膜。有机聚合物材料有着更好的韧
            料 UiO-66(NH 2 )颗粒对聚间苯二甲酰胺（PA）进行                    性、疏水性和选择性，但其稳定性和耐腐蚀性较差，
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