苯酚和苯胺广泛应用于塑料、医药、染料、合成纤维、石油化工等行业中,是重要的有机化工原料.苯酚具有极强的腐蚀性和毒性,会对皮肤、中枢神经、肝肾功能造成严重损害,而苯胺有毒且是一种致癌物质.由于苯酚和苯胺的大规模使用,产生了大量含苯酚或苯胺的废水,这些废水对环境和人体健康造成了严重威胁.因此,水中苯酚/苯胺的分离和回收对工业生产和环境保护都具有重要意义.
渗透汽化是一种新型膜分离技术,广泛应用在共沸点混合物、近沸点混合物、有机混合物、水中微量有机污染物、热敏性化合物分离等领域.对于水中苯酚/苯胺的分离和回收,传统的萃取和精馏工艺耗能高、污染大,而渗透汽化技术在节能、环保等方面具有明显的优势.通过对渗透汽化技术应用于水中苯酚/苯胺脱除领域已有研究成果进行梳理,本文拟对聚合物膜、无机膜和有机无机杂化膜3种渗透汽化膜材料在苯酚-水体系和苯胺-水体系分离中的应用研究进展进行综述,以期为渗透汽化膜分离技术在废水处理方面的应用推广提供借鉴.
文章从聚合物膜、无机膜和有机无机杂化膜着手,综述了近20 年利用渗透汽化技术进行苯酚-水体系和苯胺-水体系分离的膜材料研究之进展.指出,聚合物膜材料的通量和分离因子较低,且普遍存在trade-off效应,而聚醚共聚酰胺(PEBA)的通量和分离因子都保持在较高的水平,可采用共混、杂化等改性方法提高其分离性能;无机膜材料存在机械性能较差、不易加工且成本高等缺点,相关研究内容较少;有机无机杂化膜可以结合聚合物膜和无机膜的优点,有效地解决聚合物膜的trade-off效应,但由于无机粒子与高分子相容性不好,使得该类膜容易产生缺陷导致分离因子降低.未来通过寻找与高分子相互作用更强的粒子,可以使掺杂粒子与高分子的相容性更好、分散更均匀,进而提高杂化膜分离性能;作为杂化膜掺杂粒子中较好的多孔材料的选择,除发展新型的金属-有机框架MOFs 材料外,对MOFs 进行改性,设计更有效的运输通道等研究也是一种发展趋势.
文章DOI:10.3969/j.issn.2096-1553.2019.05.010