渗透汽化汽油脱硫膜材料

展侠; 孙晓芳; 徐恒俐; 李继定

doi:10.7536/PC180904

化学进展 ›› 2019, Vol. 31 ›› Issue (5) :752-759 DOI: 10.7536/PC180904

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渗透汽化汽油脱硫膜材料

展侠 ¹^,²^,^** ,
孙晓芳 ¹ ,
徐恒俐 ¹ ,
李继定 ²

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Membrane Materials for Desulfurization of Gasoline via Pervaporation

Xia Zhan ¹^,²^,^** ,
Xiaofang Sun ¹ ,
Hengli Xu ¹ ,
Jiding Li ²

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摘要

渗透汽化膜法汽油脱硫技术是一种新型汽油脱硫技术,具有投资和操作费用低、辛烷值损失小等显著优点,受到人们的广泛关注。本文简要介绍了渗透汽化膜法脱硫的研究背景,基于溶解-扩散模型,以溶解度参数原则为理论指导,分析了聚合物脱硫膜材料的选择,结合近二十年来文献报道的渗透汽化脱硫膜研究进展,详细介绍了用于膜法脱硫的聚合物膜材料(聚二甲基硅氧烷、聚醚嵌段酰胺、聚乙二醇、醋酸纤维素、聚酰亚胺、聚磷腈等)及有机/无机复合膜材料的结构特点、改性方法及膜材料结构与性能间的关系,并将不同膜材料的脱硫性能进行了对比研究,在此基础上总结了目前渗透汽化脱硫膜存在的问题,并对其未来的研究方向和发展前景进行了展望。

Abstract

The membrane based pervaporation process for sulfur removal from gasoline is a new kind of desulfurization technology, which maintains distinct advantages such as low investment and operating cost, low octane value loss, etc. The research background of pervaporation desulphurization is briefly introduced. Based on solution-diffusion model, the selection of polymer membrane materials used for desulfurization is analyzed under the guidance of solubility parameter theory. Based on the research progress of pervaporation desulfurization membranes reported in recent 20 years, the polymeric membrane materials and inorganic/organic hybrid membrane materials used for desulfurization are introduced in detail, including polydimethylsiloxane, polyethylene glycol, polyimide, polyether amide, cellulose acetate, poly-phosphate nitrile, etc. The structural characteristics, modification methods and the relationship between structure and properties of membrane materials are also discussed. The desulfurization performances of different membrane materials are compared and the primary challenge for advancement of pervaporation desulfurization membrane is summarized. Finally, the prospect and research direction of pervaporation desulfurization are proposed.

Graphical abstract

关键词

渗透汽化 / 汽油脱硫 / 聚合物 / 有机/无机复合膜 / 膜材料

Key words

pervaporation / gasoline desulfurization / polymers / organic/inorganic composite membranes / membrane materials

引用本文

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展侠, 孙晓芳, 徐恒俐, 李继定. 渗透汽化汽油脱硫膜材料[J]. 化学进展, 2019, 31(5): 752-759 DOI:10.7536/PC180904

Xia Zhan, Xiaofang Sun, Hengli Xu, Jiding Li. Membrane Materials for Desulfurization of Gasoline via Pervaporation[J]. Progress in Chemistry, 2019, 31(5): 752-759 DOI:10.7536/PC180904

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1 Introduction

2 Membrane materials selection based on solubility parameter principles

3 Membrane materials for pervaporation desulfurization

3.1 Polydimethylsiloxane

3.2 Polyether-block-amide

3.3 Polyethylene glycol

3.4 Other membrane materials

4 Conclusion and perspective

1 引言

目前我国及欧美多国规定车用汽油硫含量低于10 ppm,日益严格的环保标准给生产超低硫清洁汽油提出更高要求,深度脱硫技术的研究和开发成为当前汽油炼制行业面临的重大课题。目前已开发的汽油脱硫技术主要有催化加氢脱硫、吸附脱硫、氧化脱硫、烷基化脱硫、催化裂化脱硫、溶剂抽提脱硫、生物催化脱硫等^[1]。但传统的催化加氢脱硫过程中烯烃易被饱和,致使汽油辛烷值损失大,投资和运行维护费用较高,因此寻求低辛烷值损失、低能耗的汽油脱硫技术迫在眉睫^[2]。与传统脱硫技术相比,渗透汽化膜法脱硫技术具有辛烷值损失小、能耗较低、分离效率高、操作过程简单、易于集成等优点^[1,2,3],成为渗透汽化领域的重要研究方向和热点之一。

目前,已工业化应用的渗透汽化脱硫工艺有两种:S-Brane工艺和Tran-Sep^TM工艺^[4]。2001年,Sulzer膜公司和Grace Davison公司合作开发了S-Brane工艺,采用聚酰亚胺渗透汽化膜应用于低、中沸点催化裂化汽油(FCC汽油)脱硫,并证实了该工艺的技术和经济可行性^[3]。采用S-Brane工艺(膜面积为10 000 m²)日处理2万桶硫含量为209 ppm的中沸点汽油,可使截留侧硫含量降至64 ppm,渗透侧平均硫含量为662 ppm,约4700桶汽油渗透通过膜,平均渗透通量为2.8 kg/(m²·h),平均富硫因子为3.2,而随着料液侧浓度的不断降低,对膜富硫因子的要求会更高^[4]。该工艺连续运行6个月,膜渗透通量和富硫因子均无明显变化,表明S-Brane工艺中所使用的膜元件等硬件设施性能稳定。通过S-Brane工艺可以使3/4的汽油转化为清洁低硫汽油,仅1/4的高硫含量汽油需要进一步加氢脱硫,且与加氢脱硫技术相比,S-Brane工艺操作温度(66~121 ℃)和操作压力(6.9~20.7 kPa)较为温和,S-Brane技术一次性投资成本是其他脱硫技术的20%~25%,年运行费用可节约20%,并且操作弹性较大,呈现出良好的经济效益和社会效益^[2]。Trans Ionics公司开发了Tran-Sep^TM工艺,与S-Brane工艺不同的是,该工艺采用文丘里喷嘴和特殊的工作介质,可在常压下收集渗透液,从而避免使用能耗较高的真空系统和液氮制冷系统,操作温度较低(80~100 ℃),可有效地降低渗透汽化过程的操作和投资成本^[2,3,4]。

S-Brane工艺一般适用于硫含量为200 ppm左右的中低沸点汽油的脱硫,处理后汽油硫含量在50 ppm左右,而目前我国FCC汽油是调和汽油的主要组成部分,FCC汽油硫含量高达500~1000 ppm,也是汽油中硫分的主要来源,若采用渗透汽化脱硫技术直接将汽油硫含量降低至10 ppm以下,这给渗透汽化脱硫膜分离性能提出了更高的要求。以S-Brane工艺物料衡算为参照(膜面积为10 000 m²),日处理2万桶硫含量为750 ppm的中沸点汽油,要求截留侧硫含量降至10 ppm,约4700桶汽油渗透通过膜,则渗透侧平均硫含量为3159 ppm,要求膜平均渗透通量为2.8 kg/(m²·h),平均富硫因子为4.2,而随着料液侧浓度的不断降低,对膜富硫因子的要求会更高,当料液浓度降低至50 ppm以下,膜富硫因子至少达到20以上,才能保证较高的分离效率,达到技术可行和经济可行。

根据溶解-扩散模型,待分离组分在膜表面选择性溶解、在膜内选择性扩散、在渗透侧进行解吸脱附,因此针对特定分离体系,膜材料及膜是决定渗透汽化分离性能的关键因素。本文以溶解度参数原则为理论指导,分析了聚合物脱硫膜材料的选择,概述了近二十年来渗透汽化脱硫膜材料的研究进展,详细介绍了无机材料对聚合物基膜综合分离性能的影响,针对目前渗透汽化脱硫膜及膜材料研究中存在的问题提出了建议,并对渗透汽化脱硫膜材料的发展前景进行了展望。

2 溶解度参数法脱硫膜材料的选择

实际汽油组成复杂,汽油中有机硫以噻吩及其衍生物为主,约占汽油硫含量的80%以上,且噻吩硫相较于其他硫分更难去除,因此研究者多采用噻吩及其衍生物/烷烃体系为研究对象来进行汽油脱硫膜材料选择。根据基团贡献法计算和文献报道^[1~3,5],表1和表2列出了常见主要硫分及烷烃、聚合物膜材料的溶解度参数及其各分量。由表2可见,聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚醚嵌段酰胺(PEBAX)、聚乙二醇(PEG)、聚氨基甲酸酯(PU)、乙基纤维素(EC)等聚合物溶解度参数及其分量与噻吩硫的溶解度参数较为相近。根据溶解度参数原则,聚合物溶解度参数及其各分量与硫分的溶解度参数越相近,与烷烃的溶解度参数相差越大,则硫分与烷烃在聚合物膜内的溶解度差异越大,聚合物对硫分具有更好的溶解选择性。

3 渗透汽化汽油脱硫膜材料

目前用于渗透汽化脱硫的聚合物膜材料主要包括PDMS^{[6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24]}、PEBAX^{[25,26,27,28,29,30]}、PEG^{[31,32,33,34,35]}、EC^[36,37,38]、PI^[39]、聚磷腈(PPP)^{[40,41,42,43]}等,但纯聚合物膜渗透通量和富硫因子易呈现Trade-off效应,研究者多采用交联、共混、共聚、无机粒子物理填充或化学杂化等方法对聚合物膜进行改性,以提高其综合分离性能^[1,2,3]。

3.1 聚二甲基硅氧烷(PDMS)

目前对PDMS的研究主要包括膜制备条件(PDMS分子量、交联剂类型、交联时间、交联温度等)和操作条件(操作温度、料液浓度、分离体系)对渗透汽化脱硫性能的影响,通过优化制备条件,一定程度上可以提高PDMS膜渗透汽化分离性能,但富硫因子仍在较低水平(4.07~7.6)^[7,8,9,10];且由于汽油组分与PDMS膜材料具有较强亲合力,文献报道交联PDMS膜在含硫烷烃料液中的溶胀度在130%~500%^[7,8,9,10],耐溶胀性和机械性能较差,因此提高PDMS的耐溶胀性和富硫因子成为亟待解决的关键问题^[11,12]。

Liu等^[10]采用三种交联剂对PDMS进行交联以提高其耐溶胀性能,发现相较于其他两种交联剂(3-缩水甘油羟丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷),采用3-胺丙基-三甲氧基硅烷(APTMS)交联的PDMS膜呈现出较低的溶胀度(200%),富硫因子最高达到3.46,渗透通量为6.71 kg/(m²·h)(200 ppm,45 ℃)。

为了进一步提高PDMS的耐溶胀性和富硫因子,研究者采用无机粒子填充PDMS膜的方法对其进行改性,主要包括二氧化硅、石墨烯、金属-有机框架材料、低聚倍半硅氧烷(POSS)等。Xu等^[11] 以1,2双三甲氧基硅基乙烷(BTESE)为原料,采用水解-缩合反应制备了有机硅溶胶,将其物理填充至PDMS膜制备了有机/无机复合膜(图1),用于噻吩/正辛烷体系分离,研究发现有机硅网络的引入,增加膜的自由体积,为噻吩提供了更多的传质路径,膜的溶胀度可降至150%以下,膜选择因子提高。

Li等^[16]制备了二氧化硅/聚二甲基硅氧烷(SiO₂/PDMS)复合膜(图2),用于噻吩/正辛烷体系的分离。研究发现SiO₂的加入使膜内自由体积显著增加,为噻吩小分子渗透提供了更多的传递路径。当添加的SiO₂与PDMS的摩尔比为16∶1时,渗透通量最高可达到7.36 kg/(m²·h),比纯PDMS膜高303.9%,富硫因子为4.98(500 ppm, 30 ℃)。

潘福生等^[18,19,20]分别采用石墨烯纳米片(GNS)和金属-有机骨架材料(MOFs:MIL-101、CuBTC)对PDMS进行物理填充制备复合膜,用于渗透汽化噻吩/正辛烷体系的分离。研究发现PDMS和GNS之间的界面结构有利于噻吩小分子的渗透通过,复合膜渗透通量得到提高,富硫因子基本不变。MIL-101、CuBTC等MOFs粒子的加入,阻碍了PDMS分子链的规整排列,增加了PDMS分子链的自由体积,MOFs的多孔结构为噻吩等小分子的渗透提供了更多的传递路径,均有利于提高PDMS膜渗透通量,另外CuBTC中Cu²⁺为噻吩小分子提供了大量吸附位点,复合膜的富硫因子增大。

Zhang等^[21]制备了新型POSS/PDMS复合膜用于渗透汽化脱硫,并采用反相气相色谱研究了小分子在膜内的溶解-扩散特性,研究发现适量的POSS可以同时提高PDMS膜富硫因子和渗透通量,这为无机粒子改性聚合物膜提供了新的研究思路。

研究者为了提高PDMS富硫因子,提出将金属离子负载于沸石、二氧化钛等无机粒子中,将无机粒子物理填充到PDMS膜内,利用金属离子(如Ag⁺、Ni²⁺等)空轨道与噻吩硫孤对电子间形成可逆的π键络合作用,实现金属离子对噻吩的促进传递作用,以同时提高膜的富硫因子和渗透通量,打破传统聚合物膜分离性能的trade-off限制。李继定等^{[12, 22]}提出采用Ag₂O对PDMS膜进行物理填充,利用Ag⁺对噻吩的促进传递作用,改善PDMS膜的富硫因子和渗透通量,为聚合物基膜的改性提供了新的研究思路。

Liu等^[23]研究发现加入负载有银离子的二氧化钛(Ag⁺-TiO₂)粒子,可以阻碍PDMS分子链的规整排列,且Ag⁺与噻吩之间存在可逆络合可以有效提高复合膜的分离选择性。当Ag⁺-TiO₂的含量达到5 wt%时,渗透通量为4.14 kg/(m²·h),富硫因子达到8.56(1500 ppm,40 ℃)。

3.2 聚醚嵌段酰胺(Pebax)

Pebax分子链中聚酰胺嵌段提供机械强度,聚醚嵌段提供与有机小分子的亲合性,通过调控两者比例,可以方便地调控分子链柔顺性,是一种性能优异的热塑性弹性体材料。文献报道中Pebax膜渗透通量均较高,但富硫因子仍在较低水平,研究者多采用无机材料改性的方法调控膜内自由体积和传质路径,以提高Pebax膜富硫因子。无机材料主要包括零维材料(二氧化硅等)、二维材料(碳氮化物纳米片、二硫化钼、石墨烯等)、三维材料(金属-有机骨架、共价有机骨架(COF)等)^[25]。

潘福生等^[26]制备了负载铜离子(Cu⁺)和亚铁离子(Fe²⁺)的碳氮化物纳米片/聚醚嵌段酰胺(Cu⁺Fe²⁺@CNs/Pebax)复合膜,用于噻吩/正辛烷体系的分离,发现纳米片分散均匀,可以阻碍Pebax链的规整排列从而提高Pebax膜内自由体积,且借助金属离子对噻吩小分子促进传递,有效提高了膜的富硫因子,当Cu⁺Fe²⁺@CNs填充量为5 wt%时,渗透通量为13.42 kg/(m²·h),富硫因子可达到7.11(60 ℃、1312 ppm)。

潘福生等分别采用二硫化钼纳米片(MoS₂)^[26]、石墨烯纳米片(GNS)^[28]、金属-有机骨架(CuBTC)、共价有机骨架(Ag⁺@COF)^[29]、]中空单晶silicalite-1(HMS)^[30]对Pebax进行物理填充制备了有机/无机复合膜,用于渗透汽化噻吩/正辛烷体系的分离。研究发现MoS₂和噻吩间适当的相互作用可促使在纳米片表面形成连续的噻吩分子传递通道,从而有效提高了Pebax膜的富硫因子和渗透通量。当MoS₂填充量为4 wt%,渗透通量达到11.42 kg/(m²·h),富集因子达到9.11(1312 ppm,60 ℃)。他们^[29]首次将负载Ag⁺的COF材料引入Pebax(图3),研究发现Ag⁺@COF的孔道结构为噻吩等小分子渗透提供更多的传质路径,Ag⁺与噻吩硫间的π-π配位络合对噻吩起到促进传递作用,当Ag⁺@COF填充量为9 wt%时,复合膜渗透通量可高达16.35 kg/(m²·h),富硫因子为6.8(1312 ppm,60 ℃),这表明COF材料在渗透汽化脱硫方面具有较大发展潜力。潘福生等^[30]首次将HMS填充至Pebax中,发现HMS在基膜中分散均匀,破坏Pebax的结晶从而增大自由体积,HMS壳体多孔结构对小分子起到筛分作用,中空部分为小分子渗透提供了更快的传质通道,富硫因子和渗透通量较纯Pebax膜分别提高了23%和82%。

3.3 聚乙二醇(PEG)

相较于PDMS和Pebax膜,文献报道的纯PEG膜富硫因子较高(3.51~12.59)^[31],但由于PEG分子链排列规整易结晶,膜内自由体积较小,其渗透通量较低。

孔瑛等^[31,32]最早提出将PEG进行交联,以提高PEG膜的富硫因子和性能稳定性,研究发现以马来酸酐为交联剂,PEG膜交联后分离性能得到明显提高,且富硫因子随着交联剂时间和交联剂含量的增加而增加,但是过高的交联含量和过长的交联时间会导致富硫效果下降;当交联剂含量为16 wt%,交联时间为1 h时,聚合物膜的性能最佳,富硫因子为9.39,渗透通量为0.58 kg/(m²·h)(300 ppm,85 ℃)。

Hu等^[33]研究了分子量、噻吩类型、膜液在底膜中的渗漏对PEG膜脱硫性能的影响,研究发现随着PEG分子量的增加,膜的渗透通量呈现下降趋势,当PEG分子量为3.5万,对噻吩的富硫因子最高为12.59,渗透通量为1.1 kg/(m²·h)(200 ppm,85 ℃)。

Yang等^[34]采用4种溶剂(乙醇、水、四氢呋喃、丙酮)制备了聚乙二醇/聚偏氟乙烯(PEG/PVDF)聚合物膜,用于乙硫醚/正庚烷体系的分离。研究发现溶剂不同会造成分子链和膜表面基团重排,当乙醇作为溶剂时,PEG膜表面氧含量最高,PEG膜富硫因子最高。

Han等^[35]制备了ZIF-8/PEG复合膜,用于噻吩/正庚烷体系的分离,研究发现ZIF-8粒子对噻吩具有较强的优先选择吸附,且ZIF-8与PEG间结合良好,复合膜的富硫因子显著提高,当ZIF-8填充量为4 wt%时,富硫因子可达到8.93,渗透通量为1.96 kg/(m²·h)(200 ppm,75 ℃)。

到目前为止针对纯PEG膜在渗透汽化脱硫方面的研究较多,纯PEG膜也呈现出较优的富硫因子,综合其耐溶胀性和分离性能,可以看出PEG在渗透汽化脱硫领域是一类具有较大发展潜力的膜材料,但渗透通量较低仍是限制其工业应用的重要瓶颈^{[31,32,33,34,35]}。在以后的研究中可以借鉴已有的改性方法,例如通过多孔无机粒子物理填充或化学杂化,以破坏其结晶结构,增大膜内自由体积,开发与PEG选择层结合良好且避免膜液渗漏的多孔底膜,以显著提高其渗透通量,打破富硫因子-渗透通量间的trade-off效应。

3.4 其他聚合物膜材料

除以上三类聚合物材料外,文献报道的渗透汽化脱硫膜材料还包括醋酸纤维素(EC)、聚磷腈(PPP)、聚酰亚胺(PI)等。

EC膜富硫因子在2.66~8.1,研究者多采用交联、无机粒子填充等手段以改善EC膜综合分离性能。Hou等^[36]制备二氧化钛/乙基纤维素(TiO₂/EC)复合膜,用于模拟汽油中噻吩的脱除。研究发现加入TiO₂增加复合膜的自由体积,渗透通量增加;当TiO₂填充量为10 wt%时,渗透通量为7.58 kg/(m²·h),富硫因子为3.13(400 ppm,80 ℃)。Sha等^[37,38]制备了富勒烯/乙基纤维素(C₆₀/EC)复合膜,用于模拟汽油体系的分离。研究发现加入C₆₀之后,膜对汽油组分的吸附和扩散系数增加,渗透通量增加;当EC∶C₆₀=1∶0.007(质量比),渗透通量为2.73 kg/(m²·h),富硫因子为5.03(300 ppm,65 ℃)。

Lu等^[39]制备聚酰亚胺/聚乙二醇(PI/PEG)嵌段共聚膜,用于模拟汽油体系分离。研究发现汽油中的含硫化合物和芳烃能够使共聚物中链段发生团聚,从而在膜中形成硫化物与芳烃的选择性通道。其他汽油组分被截留在原料侧,通过改变膜中PI链段的含量可以控制通道的数量,从而调控膜的分离性能,使共聚膜的富硫因子和渗透通量同时提高。

Yang等^{[40,41,42,43]}首次提出采用聚磷腈(PPP)制膜用于渗透汽化汽油脱硫,并采用离子交换法在聚磷腈(PPP)表面引入三种金属离子(图4),借助金属离子对噻吩的促进传递作用,显著提高了PPP膜的综合分离性能,为金属离子负载新型聚合物膜的制备提供了新的研究思路。

图5为近二十年来渗透汽化脱硫膜的类型和分离性能,可见目前所开发的渗透汽化脱硫膜分离性能尤其是富硫因子仍处于较低水平,富硫因子和渗透通量呈现明显的Trade-off趋势^[1,2,3],在高富硫因子区域文献报道几乎是空白,这成为限制渗透汽化脱硫膜工业应用的重要瓶颈之一。

4 结论与展望

渗透汽化汽油脱硫技术具有重要的工业应用价值和环保意义,但目前已开发的渗透汽化脱硫膜分离性能仍不能满足工业应用的要求,尤其是富硫因子仍在较低水平(除专利外均低于20),难以满足工业化应用的要求。

目前用于指导渗透汽化脱硫膜材料选择的理论并不完善,且影响膜分离性能的因素较多,结合渗透汽化脱硫膜材料的研究进展,脱硫膜的设计和制备研究可以从以下几个方面入手。

(1)从溶解和扩散两个方面同时考虑,进行脱硫膜材料的选择和设计

目前基于溶解度参数原则对聚合物膜材料的选择,只考虑了小分子在膜内的溶解差异,却未考虑小分子在膜内扩散差异,在预测膜的选择性和渗透性方面存在局限性。部分研究者通过反相气相色谱法得到有机硫、烷烃小分子在膜内的无限稀活度系数和无限稀扩散系数,发现小分子在某些膜中的扩散过程是控速步骤,这进一步表明在膜材料设计过程中提高小分子在膜内的扩散选择性可能是显著提高脱硫膜选择性的关键。目前通过分子模拟描述小分子在高分子链段中的动态行为,从而指导膜材料的选择,已成为分子模拟研究的热点之一。但是目前分子模拟对小分子在有机/无机复合膜等复杂体系中的溶解-扩散行为研究仍处于探索阶段,通过分子模拟探明少量添加物(如无机粒子、交联剂等)对聚合物膜内自由体积和小分子在膜内溶解-扩散的影响对实际膜材料的筛选具有重要指导意义和实用价值。

(2)金属离子负载聚合物膜的制备方法和促进传递机理研究

已有大量研究^[22~24,29]表明,金属离子(如Ag⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Pb²⁺、Mn²⁺等)空轨道与噻吩硫孤对电子可形成可逆的π键络合作用,这些金属离子在膜内对噻吩起到促进传递作用,可以同时提高膜的富硫因子和渗透通量,打破传统聚合物膜分离性能的trade-off限制。目前在聚合物膜内引入金属离子的方法主要包括两种:在聚合物膜内引入含有金属离子的无机粒子制备有机/无机复合膜^[22,23,24];离子交换法在聚合物膜表面引入金属离子^[40]。第一种制膜方法受无机粒子种类限制,可利用的金属离子类型有限,且无机粒子性质和与基膜结合性对膜分离性能的影响有可能超过金属离子促进传递的影响。离子交换方法制膜工艺复杂,金属离子大多在膜表面富集,而膜本体内含量较低,无法充分发挥金属离子的促进传递作用,且金属离子在膜表面负载的稳定性有待进一步研究。因此深入研究金属离子负载聚合物膜的制备方法以及促进传递机理,对于充分发挥金属离子的促进传递作用至关重要。

(3)有机/无机复合膜的制备以及与小分子传质机理研究

由于有机、无机相间存在明显的物理化学性质差异,在有机/无机复合膜制备过程中易出现粒子分散不均匀、粒子与基膜的结合不紧密或者过于紧密(如高分子链渗入无机粒子孔道)^[44]等问题,一方面不能充分发挥无机粒子对渗透汽化分离性能的提高作用,另一方面也给大面积可重复性制备带来了巨大挑战,实验结果重现性差。另外,由于有机/无机复合膜的界面结构与单一相内结构相比较为复杂,目前小分子在有机/无机膜内的传质机理研究仍不完善,因此深入研究小分子传质机理对于指导高性能膜材料的选择和制备具有重要意义。

(4)实际汽油体系中各组分对脱硫膜性能的影响

由于实际汽油组分比较复杂,汽油中各组分间的相互作用、各组分与膜的相互作用对膜的选择性和渗透性均产生不同程度的影响,而目前绝大多数研究集中在二元或三、四元料液体系的分离,因此在当前研究基础上,不断探索膜材料在实际汽油脱硫体系中的应用对于推动渗透汽化脱硫膜的工业应用具有重要意义。

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