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1、促進(jìn)傳遞雜化膜制備與滲透蒸發(fā)汽油脫硫過程強(qiáng)化Hybridmembranesfabricatedbyincorporatingfacilitatedtransportcarriersforpervaporativedesulfurizationprocessintensification專業(yè)：化學(xué)工藝作者姓名：丁鶴指導(dǎo)教師：潘福生副研究員天津大學(xué)化工學(xué)院二零一七年三月萬方數(shù)據(jù)獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得天津大學(xué)或其他
2、教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。學(xué)位論文作者簽名：簽字日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解天津大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)天津大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明）學(xué)位論文作者簽名：導(dǎo)師簽名：簽字日期：年月日簽字日期：年月日萬方數(shù)據(jù)摘要滲透蒸發(fā)（PV）作為一種新型汽油脫硫方法，具有
3、高效率、低能耗和低污染等優(yōu)點，具有廣闊的應(yīng)用前景。開發(fā)高性能膜材料是實現(xiàn)其工業(yè)化大規(guī)模應(yīng)用、降低成本的關(guān)鍵，而在膜內(nèi)引入合適的促進(jìn)傳遞載體是優(yōu)化膜結(jié)構(gòu)、強(qiáng)化膜傳遞特性，從而獲得高性能膜材料的重要手段。本研究以促進(jìn)傳遞膜制備及其汽油脫硫性能強(qiáng)化為目標(biāo)，圍繞促進(jìn)傳遞載體設(shè)計-傳遞通道構(gòu)筑-膜化學(xué)結(jié)構(gòu)和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)調(diào)控-膜分離性能集成優(yōu)化這一鏈條，實現(xiàn)膜汽油脫硫性能的高效強(qiáng)化，以期為高性能、強(qiáng)穩(wěn)定性脫硫膜的開發(fā)應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)與技術(shù)支持。主要研究成果如下：促進(jìn)傳遞載體活性調(diào)控：選擇電極電勢高的Fe2+為保護(hù)劑，選擇高活性的Cu+為促進(jìn)傳遞載體，通過螯合作用將其同時負(fù)載到包
4、覆多巴胺的氮化碳納米片上。將該納米片與聚醚共聚酰胺（Pebax）基質(zhì)共混制備雜化膜。納米片的高縱橫比有效干擾高分子鏈排布、賦予了雜化膜合適的自由體積特性。促進(jìn)傳遞載體的高活性和高穩(wěn)定性，強(qiáng)化了滲透組分在雜化膜內(nèi)的傳遞過程。當(dāng)納米片填充量為5wt%時，雜化膜滲透通量為13.60kg/(m2h)，富集因子為7.11，且該膜具有優(yōu)異的長期操作穩(wěn)定性。+促進(jìn)傳遞載體數(shù)量調(diào)控：選擇氨基含量高的共價有機(jī)骨架材料負(fù)載Ag離子++作為填充劑制備雜化膜。利用氨基對Ag的螯合作用實現(xiàn)的Ag的高負(fù)載（高達(dá)48.11wt%）。填充劑和高分子基質(zhì)的弱相互作用實現(xiàn)填充劑在膜表面和膜主體上層
5、的富集，協(xié)同強(qiáng)化了雜化膜溶解和擴(kuò)散過程。當(dāng)Ag+@COF填充量為5wt%時，雜化膜滲透通量為16.35kg/(m2h)，富集因子為6.80，且該膜具有優(yōu)異的長期操作穩(wěn)定性。促進(jìn)傳遞載體連續(xù)性調(diào)控：將MoS2納米片引入高分子基質(zhì)制備雜化膜。利用MoS2納米片片層對噻吩有較強(qiáng)親和力，在膜內(nèi)構(gòu)筑連續(xù)的噻吩傳遞通道，同時通過納米片對膜結(jié)晶度以及自由體積特性的進(jìn)一步優(yōu)化，雜化膜的分離性能得到大幅提升。在MoS22納米片填充量為5wt%時，雜化膜滲透通量為11.42kg/(mh)，富集因子為9.11，且該膜具有優(yōu)異的長期操作穩(wěn)定性。關(guān)鍵詞：促進(jìn)傳遞，雜化膜，載體，滲透蒸發(fā)，
6、汽油脫硫I萬方數(shù)據(jù)ABSTRACTPervaporation,asanewapproachfordesulfurizationofgasoline,hassignificantadvantagessuchashighefficiency,lowpollution,andlowenergycost,willshowgoodprospectofapplication.Fabricatinghigh-performancepervaporationmembraneisthekeychallengeforthelarge-scaleapplicationandcostr
7、eduction.Incorporatingappropriatefacilitatedtransportcarriersisthecriticalmethodtooptimizeregulationofmembranestructureandenhancetransportpropertiesinmembrane,thusacquiringhigh-performancemembrane.Thisstudymainlyfocusedonfabricatingfacilitatedtransportmembranewithhighseparationperfor
8、manceforgaso
