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随着世界对环境保护的日益重视,各国对炼油工业中汽油中的硫含量有了越来越严格的限制。我国进口的原油大多含硫量较高,因此,生产低硫及超低硫汽油对于我国有着重要的意义。传统的加氢脱硫法会损失产品汽油的辛烷值,而渗透汽化法较传统脱硫方法具有分离效率高、能耗低、操作费用低、工艺简单、可进行大规模应用等优点,是有着极好前景的脱硫方法。本课题的研究内容就是制备出具有良好性能的渗透汽化膜用于汽油的脱硫。 根据溶解度参数的原则,选取聚砜为原材料,对其进行了氯甲基化和氨甲基化改性,通过大量实验确定了最佳反应条件,得到了具有高含氮量的氨甲基化聚砜。产物的红外表征中N-H峰及C-N峰的出现充分证明了氨甲基的存在。接触角实验显示随着氨甲基化聚砜氮含量的增大,氨甲基化聚砜膜的接触角降低,表明氨甲基的引入确实可以增强聚砜材料的亲水性。扫描电镜照片显示氨甲基化聚砜膜具有光滑表面和约20μm厚的断面,并且膜致密,无孔隙及缺陷。 以纳米CuO颗粒掺杂合成的氨甲基化聚砜膜,成功地制备了纳米CuO填充的氨甲基化聚砜杂化膜。杂化膜的扫面电镜表征显示CuO纳米粒子均匀分布在膜中,没有发生团聚现象,纳米颗粒与膜衔接紧密,界面不存在孔隙及缺陷。杂化膜的X-射线衍射表征显示改性膜中存在着大量的晶粒,从出峰位置可以判定是CuO颗粒。对杂化膜进行渗透汽化性能测试,结果显示适量的CuO参杂可以在牺牲较小的通量下大大提高膜富集因子,而CuO掺杂量过大会导致通量急剧下降,CuO质量分数为4%时,渗透汽化性能最佳,在进料温度为40℃时,渗透通量为23.92kg·μm/(m2h),富集因子为3.91。考察了渗透汽化操作条件对杂化膜性能的影响,结果显示进料温度升高,渗透通量增大,富集因子减小。硫含量增加,渗透通量增大,富集因子减小。在直链烷烃中,随着碳链上碳原子数量的增加,渗透通量减小,富集因子增大。碳氢组分为环己烷时,渗透通量减小,富集因子增大。而碳氢组分为甲苯时,渗透通量最大,富集因子最小。