亲水型ZSM-5分子筛填充PVA膜及分离乙酸乙酯/水的应用

2020-08-19王维姜雪迎李悦苏丽萍邹昀童张法

化工学报 2020年8期

王维，姜雪迎，李悦，苏丽萍，邹昀，童张法

（1 广西大学化学化工学院，广西石化资源加工及过程强化技术重点实验室，广西南宁530004； 2 广西大学研究生院，广西南宁530004）

引言

乙酸乙酯(ethyl acetate, EAc)是常见工业溶剂，在生产黏合剂、药物、香水、增塑剂、稀释剂等众多领域广泛应用[1]。目前国内乙酸乙酯的生产常采用乙酸与乙醇的直接酯化法[2]，但通常得到的乙酸乙酯粗产品中会含有少量水，影响产品的品质，降低乙酸乙酯的稳定性[3]。因此，脱除乙酸乙酯中的少量水是非常必要的。渗透汽化膜分离技术与传统分离技术比较而言，具有分离性能好、能耗低、对环境友好以及操作简单等优点[4-6]，非常适合分离有机物中的微量水组分。若将渗透汽化膜分离技术用于乙酸乙酯的脱水可降低能耗、简化流程、降低乙酸乙酯生产成本[7]。

目前，利用渗透汽化技术脱除酯类有机物中水的研究重点是开发具有高渗透通量、高分离因子、高重复利用稳定性和经济可行性的膜材料。聚乙烯醇(PVA)[8]、壳聚糖(CS)[9]、聚苯并嗪(PBz)[10]、海藻酸钠(SA)[11]和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)[12]是比较受到关注的渗透汽化分离有机水溶液的膜材料。其中PVA 由于具有高的亲水性能、良好的耐油脂性能、物理和化学稳定性、优越的分离性能（特别对于某些芳香化合物或挥发性有机物具有很好的分离效果）而备受推崇。例如Xia 等[13]制备了PVA/陶瓷复合渗透汽化膜用于乙酸乙酯-水体系的渗透汽化过程，水的渗透通量为1018 g/(m2·h)，分离因子为633。Yuan 等[14]制备了PVA/PAN 中空纤维混合基质膜，酒石酸(Tac)和马来酸酐(Mac)被用作交联剂，分离乙酸乙酯-水溶液的最佳渗透通量和分离因子分别为34.5 g/(m2·h)和7270。Zhang 等[15]制备了亲水聚乙烯醇(PVA)和壳聚糖(CS)的共混膜(PVA-CS)，用于乙酸正丁酯-水体系的渗透汽化脱水，结果表明使用PVA-CS 共混膜可显著提高分离因子，最佳渗透通量和分离因子分别为402 g/(m2·h)和27000。上述的研究还表明，通过对PVA 进行材料填充改性能够显著改善纯PVA均质膜耐水性差、易溶胀的缺点，提高渗透分离性能。

目前常见的填充改性材料有沸石[16-17]、碳纳米管[18]、氧化石墨烯[19]和富勒烯[20]等。其中低铝硅比的亲水型ZSM-5 沸石材料因其具有粒径小、比表面积大、亲水性好以及水热、化学稳定性强等特点，被广泛用作基质膜的填充材料。Liu 等[21]通过溶液共混法制备了掺有ZSM-5 沸石的壳聚糖膜，渗透汽化结果表明与均质壳聚糖膜相比，掺入ZSM-5 沸石的膜表现出更好的分离性能。朱美华等[22]采用二次水热合成法制备了ZSM-5 分子筛膜用于分离90% HAc/H2O 溶液，最高的渗透通量和分离因子分别为980 g/(m2·h)和890，且所制备的膜表现出良好的重现性。Huang 等[23]制备了PVA/ZSM-5 混合基质膜用于异丙醇溶液脱水，当ZSM-5 的填充量为20%(质量)时，其渗透通量和最大分离因子为944 g/(m2·h)和1254。目前大多数研究集中在渗透汽化分离醇-水体系上，对于乙酸乙酯-水体系分离的研究还相对较少。

本文选用亲水ZSM-5 作为填充改性剂，制备了PVA/ZSM-5 混合基质膜(MMMs)，制备过程不添加醛类、酸类、硅氧烷等常见交联剂，因为本文分离对象为低含量水的乙酸乙酯溶液，溶胀度对其影响并不大，交联剂的添加反而可能会降低膜的渗透通量[8]。文章对MMMs 材料的形态、物化性质进行了表征研究，探究了填充含量、进料温度和进料浓度对膜的渗透汽化分离性能的影响。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

聚乙烯醇(PVA1799)，中国上海麦克林生物化学有限公司；聚偏氟乙烯微孔滤膜(PVDF)，平均孔径0.22 μm，厚度为（150±5）μm，中国上海蓝晶膜技术工程有限公司；ZSM-5 分子筛，SiO2/Al2O3=30（摩尔比），比表面积(BET)(＞350 m2·g-1)，卓然环保科技(大连)有限公司；乙酸乙酯，分析纯，广东光华科技有限公司提供；聚乙二醇(PEG-1000)，分析纯，表面活性剂，阿拉丁试剂(上海)有限公司；去离子水，实验室自制。

分析天平(精度0.0001 g)，赛多利斯科学仪器有限公司；超声清洗仪，KQ116，昆山市超声仪器有限公司；气相色谱仪，7820A，美国安捷伦公司；扫描电子显微镜(SEM)，S-3400，日本Hitachi 公司；傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)，赛默飞Nicolet iS10，美国ThermalFisher 公司；X 射线双晶粉末衍射仪(XRD)，SMARTLAB，日本株式会社理学；接触角测量仪，DSA100E，德国KYUSS 公司；热重分析仪TGA,TGA5500，美国TA仪器公司；恒温磁力搅拌器，上海力辰仪器科技有限公司；渗透汽化膜分离设备，实验室自建。

1.2 膜的制备及改性

取一定质量的ZSM-5 加入装有38 g 水的锥形瓶中，40℃下超声2 h 使其分散均匀，得到ZSM-5 分散液。然后再取2 g PVA 到分散液中，在95℃下磁力搅拌3 h 使得PVA 完全溶解，得到混合均匀的铸膜液。然后设置温度50℃恒温静置8 h 以消除气泡，最后冷却至室温待刮膜。刮膜前对PVDF 支撑层进行预处理：将PVDF 浸入一定浓度的聚乙二醇(PEG-1000)溶液中24 h，以提高其与PVA 分子的润湿性和结合强度，使PVA 分子能够通过氢键等作用力均匀和牢固地附着在PVDF 支撑层上面[15]。然后设置刮刀与玻璃板间距为250 μm，先将膜溶液倒在PVDF 支撑层上，然后用刮刀将铸膜液均匀刮涂玻璃板上PVDF 微孔滤膜，刮涂完成后将其水平放置在真空干燥箱中，60℃下干燥12 h，使残余溶剂完全挥发，制得PVA/ZSM-5混合基质膜。ZSM-5的填充量分别为0、3%、6%、9%、12%(质量)，分别将其命名为PVA、PVA/ZSM-5(3)、PVA/ZSM-5(6)、PVA/ZSM-5(9)、PVA/ZSM-5(12)。分离层膜厚由螺旋测微器测量膜样品上4 个不同点并取平均值获得，测量结果为40 μm，误差范围为±1 μm。

1.3 膜材料的表征

采用扫描电子显微镜观察膜的形态。制样方法为膜在液氮中淬断，固定在载物台的导电胶上，喷金处理。通过SEM 观察分析膜的表面和横截面，对比不同填充量的膜表面ZSM-5 颗粒分布情况。并利用EDS能谱分析仪分析膜表面元素分布。

通过傅里叶变换红外光谱仪分析ZSM-5 颗粒、PVA 和PVA/ZSM-5膜的化学结构，测试薄膜的厚度小于15 μm，以确保薄膜的光谱符合朗伯-比尔定律[24-25]。扫描波数范围为4000 ～400 cm-1。

使用X 射线衍射仪对ZSM-5 颗粒和膜样品进行分析，将样品裁剪成20 mm×20 mm 的正方形，测试条件：使用Cu 靶辐射(波长λ=0.154 nm)，电流40 mA，电压40 kV，扫描速度10(°)/min，扫描范围：5°～70°。

为了研究膜的亲水性质，使用接触角分析仪测量PVA和PVA/ZSM-5的水接触角。测样时，接触角测量仪注射器每次滴2 μl 去离子水于待测样品表面，每个样品上取4个不同点测量并取其平均值，误差范围为±0.8°。

用热重分析仪测量ZSM-5 颗粒、PVA 和PVA/ZSM-5 膜的热稳定性。测试条件：氮气流下，以20℃/min的加热速率，从初始温度30℃升至800℃。

1.4 溶胀实验

将干燥的膜样品裁剪成方形(约3 cm×3 cm)，分别放置于纯水或者纯乙酸乙酯中(25℃，48 h)和不同温度的4%(质量)水-乙酸乙酯进料液中（25℃、45℃、65℃，48 h），完全吸收后计算纯水吸收量、纯乙酸乙酯吸收量和水-乙酸乙酯进料液中的溶胀度。重复测量3 次取平均值，误差小于±5%，并根据式(1)、式(2)计算纯水、纯乙酸乙酯吸收率（uptake）和水-乙酸乙酯进料液中的溶胀度（DS）[26]：

式中，MD代表干膜质量；MW代表在纯水或纯乙酸乙酯中的膜质量；MS代表在4%(质量)水-乙酸乙酯进料液中的膜质量。

1.5 溶解度参数

聚合物的内聚性能(cohesive properties)显示了其在有机液体中的溶解能力。Hansen[27]定义将液体内聚能分为三个部分：色散力引起的内聚能贡献值、极性相互作用引起的内聚能贡献值和氢键相互作用的贡献值。由三维坐标中的矢量表示，公式如下：

式中，下角标d 表示色散力，p 表示极性力，h 表示氢键。

δd、δp、δh由Fedors[28]提出用基团贡献法计算，将摩尔蒸发能和摩尔体积分成具有加和性的各基团的贡献值，即：

式中，Fd,i、Fp,i分别为色散组分和极性组分的基团贡献值，(J/cm3)1/2/mol；Eh,i为氢键组分的基团贡献值，J/mol；Vi为各基团的摩尔体积，cm3/mol。

二元共混聚合物体系的溶解度参数δm可以通过混合规则计算：

式中，ψ1、ψ2分别代表水和乙酸乙酯在膜中的体积分数。下角标1、2 分别代表水和乙酸乙酯组分。该式换算成质量分数表示为：

式中，ρ1、ρ2分别为膜中水和乙酸乙酯组分的密度，g/cm3；δ1、δ2分别为水和乙酸乙酯组分的溶解度参数，(J/cm3)1/2。PVA 由厂家提供的密度为1.29 g/cm3，ZSM-5由厂家提供的密度为0.5 g/cm3,溶解度参数为30.7(J/cm3)1/2[28]。

1.6 渗透汽化实验

渗透汽化装置示意图参考张时雨等[29]的工作，其中有效膜面积为16.66 cm2,将混合基质膜固定在膜组件中，选择配制不同质量分数[3%～8%(质量)]的水-乙酸乙酯混合物作为进料液，料液温度范围控制在30～60℃。进料液通过微型DC 隔膜泵在膜上游侧循环，流速为3.2 L/min。使用真空泵将渗透测的表压保持在0.1 MPa 以下来提供膜两侧的压力推动力。将收集管浸入装有液氮的冷阱中开始计时，收集渗透液30 min 后切断。用分析天平称量收集管前后的质量，其差值即为渗透液质量。每个膜样品组条件重复测量3 次，结果取其平均值。通过配备有热导检测器和HP-Innowax 毛细管色谱柱的气相色谱仪(Agilent 7820A)分析进料液和渗透液的组成，检测器、进样器和柱箱温度分别设定为200、230和120℃。

膜的渗透汽化性能指标由渗透通量J 和分离因子α来表示，计算公式如下：

式中，M 为渗透液质量，g；A是有效膜面积，m2；t是收集时间，h；x和y分别为进料测和渗透测的质量分数；下角标1 和2 分别表示进料液中的水和乙酸乙酯。

2 实验结果与讨论

2.1 SEM分析

图1和图2是PVA膜和PVA/ZSM-5混合基质膜的表面和断面扫描电镜图。可以看到纯PVA 膜的表面是平整致密的，且无缺陷。随着填充量的增加，膜表面开始富集越来越多的亲水ZSM-5 颗粒，在膜表面富集的亲水多孔结构的ZSM-5 分子筛可以为水分子转移提供额外的选择性和自由体积空腔。并且可以看到ZSM-5均匀分散在PVA 基质中，这说明两者之间具有良好的相容性。

图1 不同ZSM-5填充量改性的混合基质膜的表面扫描电镜图Fig.1 SEM images of surface of PVA with different ZSM-5 loadings

图2 不同ZSM-5填充量改性的混合基质膜的断面扫描电镜图Fig.2 Cross-section SEM images of PVA with different ZSM-5 loadings

2.2 EDS分析

PVA 和PVA/ZSM-5 混合基质膜的EDS 谱图以及元素分布图如图3所示。通过EDS谱图的元素分析检测表明，在纯PVA 膜中含有丰富的C、O 元素，无Si、Al元素[图3(a)]。随着ZSM-5颗粒填充量的增加，PVA/ZSM-5 混合基质膜中的Si、Al 元素开始出现且逐渐增加[图3(b)～(c)]，表明ZSM-5 颗粒已成功填充至PVA 基质中。另外PVA/ZSM-5(6)膜表面的EDS元素分布图说明了各元素在混合基质膜中分布均匀，特别是Si、Al 元素分布图进一步说明ZSM-5颗粒在混合基质膜中均匀分散。

图3 混合基质膜的EDS分析[(a)～(c)]和C、O、Al、Si的元素分布[(d)～(g)]Fig.3 EDS analysis((a)—(c))and C,O,Al,Si element mapping((d)—(g))of MMMs

2.3 FTIR分析

ZSM-5、PVA 和PVA/ZSM-5 混合基质膜的红外光谱图如图4所示。在PVA膜的光谱曲线中，2960、2909 cm-1处的吸收峰分别对应为—CH2—和 CH—的伸缩振动吸收峰和1416 cm-1处归因于C—C 的伸缩振动峰；在3321.15 cm-1附近为—OH 的伸缩振动峰，该峰延伸至低波数的—CH2—和 CH—的伸缩振动峰附近，这证明PVA 分子内部存在氢键；1089.05 和1023.03 cm-1出的吸收峰与聚乙烯醇聚合物的结晶度有关[18]。加入ZSM-5后，—OH处吸收减小且略有转移，这表明可能发生了氢键的变化，1023.03至1089.05 cm-1区域内吸收峰随ZSM-5负载增加峰值强度增加。PVA/ZSM-5 混合基质膜在1214 cm-1附近出现新的结晶峰，这是ZSM-5 中的五元环链特征结构[30]。此外，与PVA 和ZSM-5 相比较，在PVA/ZSM-5混合基质膜中并未观察到其他新的吸收峰，表明ZSM-5 与PVA 之间未发生化学作用。

图4 ZSM-5及不同PVA/ZSM-5混合基质膜的红外光谱图Fig.4 FTIR spectra of ZSM-5 and filled PVA membranes with various ZSM-5 loading

2.4 XRD分析

图5显示了ZSM-5、PVA、PVA/ZSM-5混合基质膜的XRD 谱图。从图中观察到ZSM-5 纳米材料存在着许多尖峰，这表明ZSM-5 具有较高的纯度以及结晶度。PVA 和PVA/ZSM-5 混合基质膜的谱图都具有一些宽衍射峰，这表明PVA和PVA/ZSM-5混合基质膜都具有无定形结构，且ZSM-5 颗粒的填充并没有破坏PVA 基质的结构。另外，随着ZSM-5填充量的增加，在2θ=23°左右观察到衍射峰，这与纯ZSM-5 颗粒的XRD 谱图相似，表明ZSM-5 在PVA基质中分散良好。

图5 ZSM-5及不同PVA/ZSM-5混合基质膜的XRD谱图Fig.5 XRD patterns of ZSM-5 and filled PVA membranes with various ZSM-5 loading

2.5 接触角分析

图6 显示了PVA/ZSM-5 混合基质膜的水接触角随着不同ZSM-5 填充量的变化。当ZSM-5 的填充量不断增加时，水接触角不断减小。这归因于低硅铝比(SiO2/Al2O3=30)的亲水型ZSM-5颗粒的填充，显著增加了PVA 膜表面的亲水基团以及表面粗糙度(如SEM表面图1所示)，表面粗糙度大的膜表面可以获得更大的比表面积以及更大的透过通量[31]。水接触角的降低表明膜材料表面亲水性的提高，这可能会提高膜材料对水的选择性。

图6 不同PVA/ZSM-5混合基质膜的水接触角Fig.6 Water contact angles of filled PVA membrane with various ZSM-5 loading

2.6 TGA-DTG分析

图7 是ZSM-5 颗粒、PVA 和PVA/ZSM-5 混合基质膜的TGA 谱图。图中ZSM-5 的TGA 曲线显示40～800℃其质量损失率仅为10%，这表明ZSM-5 颗粒具有非常好的热稳定性。PVA/ZSM-5 混合基质膜的热降解温度随ZSM-5 颗粒填充量的增加而升高，热降解温度由210℃提升到300℃左右。表明掺入具有高热稳定性的ZSM-5 颗粒提升了PVA 聚合物的热稳定性。另外，当温度超过520℃左右时，PVA 和PVA/ZSM-5 混合基质膜的质量损失基本不变，表明膜材料的热分解过程已达到平衡状态。

图7 ZSM-5和不同PVA/ZSM-5混合基质膜的热重曲线Fig.7 TGA curves of ZSM-5 and filled PVA membrane with various ZSM-5 loading

ZSM-5颗粒、PVA 和PVA/ZSM-5混合基质膜的DTG 谱图如图8所示，所有膜在240℃内都表现出较好的热稳定性。在PVA/ZSM-5 混合基质膜中经历了三个热失重阶段。在80～170℃范围归因于膜材料里残余溶剂的蒸发。220～320℃范围是聚合物官能团如羟基、甲基等裂解。380～520℃范围是聚合物骨架的分解，这与TGA曲线相符合。

图8 ZSM-5和不同PVA/ZSM-5混合基质膜的DTG曲线Fig.8 DTG curves of ZSM-5 and filled PVA membrane with various ZSM-5 loading

2.7 膜的溶胀性能

图9显示了在4%(质量)水-乙酸乙酯进料液中，PVA 和PVA/ZSM-5 混合基质膜在不同温度下(25～65℃)的溶胀结果。在4%(质量)水-乙酸乙酯进料液中膜的溶胀度均不超过40%，在合适的溶胀范围内，膜材料适当的溶胀能促进其渗透汽化性能[26]。随着ZSM-5 填充量增加，膜的溶胀度降低，这可能归因于两点：①相同质量的沸石比PVA 的吸收更少的水，二者共混之后整体的溶胀度下降[23]。②ZSM-5颗粒与PVA链之间的相互作用以及ZSM-5颗粒的聚集作用[11]导致膜材料溶胀度下降。

图9 不同温度下PVA/ZSM-5混合基质膜在4%(质量)水-乙酸乙酯进料液中的溶胀度Fig.9 Swelling degree of PVA/ZSM-5 filled membrane in 4%(mass)water-ethyl acetate feed at different temperatures

为了确定膜材料在水和乙酸乙酯中溶剂吸收能力之间的差异，测试了膜材料在纯水和纯乙酸乙酯中的溶剂吸收率，结果如图10 所示，PVA 和PVA/ZSM-5 混合基质膜在水中的溶剂吸收率远高于在乙酸乙酯中的溶剂吸收率，这说明PVA 对水的亲和性更高，与溶解度参数计算结果相一致。因此，在渗透汽化过程中水比乙酸乙酯更易溶解并穿过混合基质膜。PVA 膜在水中的溶剂吸收率最高，为360%，原因可能是①PVA 中无定形链段为水分子提供了自由体积；②PVA 膜中含有丰富的亲水基团—OH。另外随着ZSM-5 填充量的增加，PVA/ZSM-5 混合基质膜的溶胀度不断降低。这可能是因为ZSM-5 颗粒限制了PVA 链的移动，降低了PVA 聚合物链的柔韧性，从而导致其溶胀度下降。

图10 PVA/ZSM-5混合基质膜在纯水和纯乙酸乙酯中的溶液吸收率Fig.10 Water uptake and EAc uptake of PVA/ZSM-5 filled membrane

2.8 溶解度参数

PVA、乙酸乙酯及水的溶解度参数计算结果列于表1。PVA 的溶解度参数与乙酸乙酯相比与水更加接近。说明PVA 聚合物材料对水具有优先溶解吸附选择性。

表1 PVA、乙酸乙酯及水的溶解度参数Table 1 Solubility parameters of PVA，EAc and water

通过式(9)即可求得混合基质膜的溶解度参数计算值，不同ZSM-5 含量的填充膜与进料组分间的溶解度参数比较见图11，可以看到随着ZSM-5沸石填充量增加，PVA/ZSM-5 混合基质膜的溶解度参数不断降低且与水的溶解度参数值不断接近，这表明填充的ZSM-5 颗粒使得混合基质膜材料与水的亲和性增强。

图11 PVA/ZSM-5混合基质膜与各进料组分间的溶解度参数比较Fig.11 Comparison of solubility parameters between MMMs and feed components

2.9 渗透汽化分离性能

2.9.1 ZSM-5 填充量的影响图12 显示了在30℃时，ZSM-5含量对PVA/ZSM-5混合基质膜渗透汽化分离性能的影响。当膜中ZSM-5 填充量较低时，ZSM-5 在PVA 膜中分散良好，由于ZSM-5 本身固有的亲水性和多孔通道，一方面，大量的较大比表面积的ZSM-5 纳米颗粒可以迅速吸附大量水分子；另一方面，由于分子筛效应，一旦水分子穿过ZSM-5 的微孔，乙酸乙酯分子的扩散就会在很大程度上受阻。结果表明，ZSM-5 填充量从3%(质量)增加到6%(质量)时，混合基质膜的分离系数也随之提高；当ZSM-5 填充量为6%(质量)时，渗透通量和分离因子均达到最大值，分别为1231 g/(m2·h)和6072，表明折中效应成功被克服；当ZSM-5 的填充量增加到大于6%(质量)时，PVA 膜基质中ZSM-5 的聚集导致渗透通量和分离因子的降低。

图12 不同ZSM-5填充量的复合膜对分离4%（质量）水-乙酸乙酯进料液的渗透汽化分离性能的影响Fig.12 Effect of ZSM-5 loading in membrane on pervaporation performance of 4%(mass)water-ethyl acetate feed

2.9.2 进料浓度的影响 30℃时，不同进料浓度[3%～8%(质量)]对PVA/ZSM-5(6)混合基质膜渗透汽化性能的影响如图13 所示。进料液浓度增加会提高膜的溶胀程度，这有利于乙酸乙酯和水分子的传递，使得渗透通量增大，且由于乙酸乙酯分子的尺寸较大，乙酸乙酯通量的增大比水通量的增大更为显著；此外由于偶联效应也会导致一种组分会对其他组分传递产生正面亦或负面的影响[32]，因此考虑分离因子的降低是由于水组分对乙酸乙酯组分的偶联效应产生正向效应造成的。

2.9.3 进料温度的影响图14 为不同进料温度(30～60℃)对PVA/ZSM-5(6)混合基质膜分离水-乙酸乙酯体系渗透性能的影响。传质驱动力随着温度的升高而不断增加，增加的传质驱动力会促进透过物分子的渗透；此外随着温度升高，聚合物链的迁移率、自由体积和进料组分分子的渗透动能同时增加[33]，使得乙酸乙酯和水的分通量增加。由于水分子尺寸小于乙酸乙酯分子，因此前者增幅大于后者[34]，也导致分离因子增大。

温度与通量关系符合Arrhenius关系式[35]：

式中，Ji代表组分i的渗透通量，g/(m2·h)；Ai是组分i 的前指数因子；Ea,i代表组分i 的表观活化能，kJ/mol，由水和乙酸乙酯分通量拟合曲线的斜率确定；R是理想气体常数，J/(K·mol)；T代表进料液温度，K。由图15所示，在水-乙酸乙酯体系中，水和乙酸乙酯的表观活化能分别为6.4469 和2.2217 kJ/mol，水的表观活化能高于乙酸乙酯的，这表明水组分在渗透过程对温度升高更加敏感。随着温度升高，水通量比乙酸乙酯通量增加更快，从而导致分离因子的增加。

2.10 文献对比

表2 列举了已有报道中有关乙酸乙酯-水混合物渗透汽化分离的性能。可见本文采用的改性膜材料分离性能比较有竞争力，PVA/ZSM-5 混合基质膜材料在乙酸乙酯脱水过程中具有工业化应用潜力。

图13 不同进料浓度对渗透汽化分离性能的影响Fig.13 Effect of feed concentration on pervaporation performance

图14 不同料液温度对复合膜分离4%（质量）水-乙酸乙酯进料液的渗透汽化分离性能的影响Fig.14 Effect of feed temperature on pervaporation performance for 4%(mass)water-ethyl acetate feed

表2 PVA/ZSM-5 MMMs渗透汽化性能与文献中水-乙酸乙酯混合物脱水膜性能的对比Table 2 Pervaporation performance of PVA/ZSM-5 MMMs compared with membranes reported in dehydration of water-EAc mixture