海藻酸钠-醋酸纤维素复合薄膜的制备及除湿性能测试

为提高膜式全热交换器的除湿效率,以海藻酸钠为表面活性层,醋酸纤维素膜为支撑层,氯化锂为亲水添加剂制备了一种新型除湿复合膜。测试了复合膜的水蒸气透过量和水溶性,对薄膜结构进行表征及分析了应用复合膜的全热交换器的传质系数。研究结果表明：复合膜的水蒸气透过量随氯化锂含量增加而高达4.42×10^-5g·m^-2·s^-1·Pa^-1,是无氯化锂复合膜的1.56倍,商用纸膜的2.63倍。表面活性层水溶性介于18.29%~28.55%之间,具有一定的防水耐水性。热重曲线表明通入55℃干燥空气复合膜可实现再生,红外光谱图显示出海藻酸钠为复合膜引进大量亲水性羟基。最后,将复合膜应用到全热交换器中,并与商用纸膜换热器在传质系数上进行了分析比较。     

空气除湿用抗菌透湿复合膜的制备

为提高膜式全热交换器的除湿性能并使膜具备抗菌性能,以Li Cl为亲水添加剂,Ag NO3为抗菌剂,添加到聚乙烯醇（PVA）水溶液中制成铸膜液,以聚丙烯（PP）膜为支撑层,制备了一种抗菌透湿复合膜。搭建了薄膜透湿性测量平台,测试了复合膜的水蒸气透过量,对复合膜的抗菌性进行了检测。结果表明,复合膜的水蒸气透过量随Li Cl含量的增加而增加,Li Cl含量为5%的复合膜是不含Li Cl复合膜的1.79倍,是商用纸膜的2.67倍。加入Ag NO3后薄膜的透湿性没有明显变化,抗菌实验结果显示,复合膜对表皮葡萄球菌、大肠杆菌有抗菌作用,对表皮葡萄球菌的抗菌作用更强。     

基于亲水/憎水复合膜的全热交换器换热换湿性能[

膜全热交换器由于可以同时回收空调排风中的潜热和显热而受到重视。研究了基于PVAL/PVDF复合透湿膜的全热交换器的透热透湿性能，实验测定了新风与排风之间的显热交换能力和水蒸气交换能力，并建立了基于亲水/憎水复合膜的逆流膜全热交换器传热传质计算模型，实验与理论结果吻合较好。结果表明，该复合膜全热交换器的总传热系数为20～35 W·m-2·℃-1，总传质系数为（1.5～3.5）×10-3 m·s-1。     

木薯氧化淀粉/海藻酸钠复合膜的制备及性能

利用海藻酸钠(SA)和氧化改性木薯淀粉(OS)为成膜基材,添加增塑剂甘油和改性剂硬脂酸;采用流延法制备一种新型复合膜。探究氧化淀粉氧化度、淀粉与海藻酸钠比例、甘油含量和硬脂酸添加量对复合膜拉伸强度、断裂伸长率、吸光性和水蒸汽透过率的影响,以复合膜综合性能评分为响应值,淀粉与海藻酸钠比例、甘油含量、硬脂酸添加量为自变量,利用响应面法对配方进行优化,并建立了二次多项式回归模型。结果表明,氧化淀粉∶海藻酸钠为6︰4、甘油添加量23%、硬脂酸添加量1.8%,复合膜性能指标综合分为74.0,此时复合膜的拉伸强度为(8.319±1.058)MPa,断裂伸长率为(67.063±4.891)%,吸光度为(1.333±0.026),水蒸气透过系数为(0.375±0.020)g·mm/(m~2·h·kg)。     

纳米SiO_x对壳聚糖膜透氧透湿可调性的研究

为了探究纳米SiOx对壳聚糖复合膜透氧和透湿的影响,采用共混法制备了不同纳米SiOx添加量的壳聚糖复合膜,并用红外(IR)和透射电镜(TEM)对复合膜的结构进行表征,同时考察复合膜中不同添加量的纳米SiOx对猕猴桃呼吸强度和失重率的影响。结果表明,当纳米SiOx添加量分别为0.01、0.03、0.05 g·(100 mL)-1时,纳米SiOx/壳聚糖复合膜的O2透过系数分别为32.61、24.89、31.48 mg·cm-2·d-1,水蒸气透过系数分别为91.68、73.62、85.35 mg·cm-2·d-1。特别是当纳米SiOx添加量为0.03 g·(100 mL)-1时,纳米SiOx/壳聚糖复合膜的O2透过系数及水蒸气透过系数达到最低,分别较壳聚糖单膜降低了34.40%和22.85%,猕猴桃呼吸高峰延迟了7 d。实验结果证实通过控制纳米SiOx的添加量,可以调节复合膜的透氧量和透水量,并能有效抑制采后呼吸,提高猕猴桃的保鲜效果。     

海藻酸钠/CNC/山梨酸钾复合膜的制备及性能研究

以海藻酸钠为基材,纤维素纳米晶(CNC)为增强增韧剂,以山梨酸钾为防腐保鲜剂,采用流延法制备海藻酸钠/CNC/山梨酸钾复合膜。研究CNC、山梨酸钾的加入对海藻酸钠膜光学性能、力学性能、水蒸气阻隔性能等的影响。结果表明：随着CNC含量的增加,复合膜的透光率先增加后降低;添加山梨酸钾后,复合膜的透光率逐渐下降。CNC的加入使复合膜的拉伸强度和断裂伸长率均先提高后降低,水蒸气阻隔性能先降低后升高。随着山梨酸钾的添加,复合膜的拉伸强度逐渐降低,断裂伸长率先降低后增加,水蒸气阻隔性能先升高后降低。当CNC含量为5%、山梨酸钾含量为3%,复合膜的拉伸强度为120.78 MPa,断裂伸长率为4.38%,水蒸气透过系数为7.62×10^-13 g·cm/(cm²·s·Pa),与纯海藻酸钠膜相比,分别提高了21.66%、27.33%和17.59%,复合膜综合性能最佳。     

纤维素纳米晶/羧甲基纤维素复合膜的制备及性能

首先采用机械球磨法制备纤维素纳米晶(CNC),然后将CNC与羧甲基纤维素(CMC)进行溶液共混,采用流延法制备CNC/CMC复合膜,最后测试并系统研究复合膜的形貌、力学性能、光学性能、水蒸气透过性能等。结果显示,CNC/CMC复合膜有较高的透明性,CNC在复合膜中能较为均匀地分散。随着CNC的加入,复合膜的拉伸强度和断裂伸长率先升高后降低,水蒸气透过性能先降低后升高。当CNC含量为3%(wt)时,复合膜表现出最佳的综合性能。与CMC膜相比,拉伸强度最大为64.77 MPa,增加了53%,断裂伸长率由0.9%增加到2.9%,水蒸气透过系数最小为3.11×10-12 g·cm/(cm2·s·Pa),降低了18%。     

香芹酚/海藻酸钠生物复合膜的制备及性能

为了提高海藻酸钠膜的包装性能,采用溶剂浇铸法制备了添加不同含量香芹酚的海藻酸钠生物复合膜,通过SEM、XRD和FTIR对复合膜的微观结构进行了表征,并对其物理、化学、抑菌和保鲜性能进行了考察。结果表明:添加香芹酚增加了香芹酚/海藻酸钠生物复合膜的粗糙度,膜中海藻酸盐和香芹酚的分子间发生静电和氢键作用。复合膜的热稳定性随香芹酚含量增加呈现先增强后降低的趋势,其中,香芹酚体积分数为0.8%时,香芹酚/海藻酸钠复合膜的综合性能最优,水溶性为90.48%,透明度为0.23mm~(–1),水蒸气透过速率为0.17g/(d·cm~2),拉伸强度为72.24 MPa,断裂伸长率为83.41%,对丰孢木霉菌(Trichoderma sp.)的抑菌率为65.79%。香芹酚/海藻酸钠复合膜能有效保持采后双孢蘑菇的品质,延长其货架期。     

纳米纤维/氧化淀粉/PVA复合膜制备及特性

以甘蔗渣为原料,采用硫酸水解法制备甘蔗渣纳米纤维素。以氧化淀粉(OS)和聚乙烯醇(PVA)为基材,添加甘蔗渣纳米纤维素、增塑剂甘油、交联剂乙二醛制备复合膜。以拉伸强度、断裂伸长率、水蒸气透过率和水溶率为测量指标,研究了甘油、乙二醛、纳米纤维添加量对膜特性的影响。结果表明,随着甘油含量增大,复合膜的水溶率和水蒸气透过率逐渐增大,拉伸强度逐渐降低;添加乙二醛能够提高复合膜的耐水性能,添加量为0. 15 m L/g时,拉伸强度达到最大值(6. 25±0. 16) MPa;适当添加甘蔗渣纳米纤维素增强复合膜的机械性能和耐水性能,当纳米纤维含量为20%时,复合膜的水蒸气透过率达到最小值,为(5. 349±0. 056)×10~(-7)g/(m·h·Pa)。     

纳米SiO_2/壳聚糖/淀粉复合包装膜的制备及性能

选用壳聚糖(CH)和木薯(CA)淀粉为基本成膜材料,甘油为增塑剂,改性纳米SiO_2(NS)为增强剂,采用流延法制备壳聚糖-淀粉基复合膜,探究壳聚糖与木薯淀粉比例、甘油含量以及改性纳米SiO_2含量对复合膜性能的影响。通过正交试验采用极差分析并结合方差分析确定了纳米SiO_2/壳聚糖/淀粉复合膜的较优工艺条件。结果表明,壳聚糖与淀粉质量比6∶4,甘油含量35%,改性纳米SiO_2含量2%。在此条件下,复合膜的各项性能分别为:拉伸强度32.43 MPa,断裂伸长率38.98%,透光度19.96,水蒸气透过率10.53×10~(-11)/(m·s·Pa)。该复合膜与不添加改性纳米SiO_2的复合膜相比其力学强度增加了158.41%,水蒸气透过率减小了13.48%,复合膜力学强度和耐水性能有明显的改善。     

纳米ZnO/纤维素纳米晶/聚乙烯醇复合膜的制备及性能

采用球磨法制备的纤维素纳米晶(CNC)及市售纳米ZnO对聚乙烯醇(PVA)进行改性,改善了PVA膜的力学性能,并且,赋予其抗菌性,测试复合膜的力学性能、水蒸气透过性能及抗菌性能。结果表明,加入CNC后,提高了PVA膜的力学性能和阻湿性能,加入纳米ZnO后,复合膜对金黄色葡萄球菌具有一定的抗菌性能,并且,能进一步提高复合膜的拉伸强度,但是,降低了复合膜的阻湿性能。当CNC的添加量为3%、纳米ZnO∶CNC=2∶1(摩尔比)时,复合膜综合性能较好,拉伸强度为73.7 MPa,与纯PVA膜相比,提高了77.2%;断裂伸长率为3.8%,与纯PVA膜相比,提高了46.1%;水蒸气透过系数为3.44×10^-13 g·cm/(cm²·s·Pa),与纯PVA膜相比,提高了11.7%。     

香芹酚/海藻酸钠生物复合膜的制备及表征

为了提高海藻酸钠膜的包装性能，本文采用溶剂浇铸法制备了不同含量香芹酚/海藻酸钠生物复合膜，通过SEM、XRD和FTIR对复合膜的微观结构进行了表征，并对其物理、化学、抑菌和保鲜性能进行了考察。结果表明：添加香芹酚增加了香芹酚/海藻酸钠生物复合膜的粗糙度，膜中海藻酸盐和香芹酚的分子间发生静电和氢键作用。复合膜的热稳定性随香芹酚 含量增加呈现先增强后降低的趋势，其中香芹酚体积分数为0.8%时，香芹酚/海藻酸钠复合膜的综合性能最优，水溶性为90.48%，透明度为0.23 mm-1，水蒸气透过速率为0.17 g/(d•cm2)，拉伸强度为72.24 MPa，断裂伸长率为83.41%，对丰孢木霉菌(Trichoderma sp.)的抑制效率为65.79%。香芹酚/海藻酸钠复合膜能有效保持采后双孢蘑菇的品质，延长其货架期。     

亲水无纺布PVC复合规整填料除湿性能实验

将亲水无纺布PVC复合规整填料作为溶液除湿塔芯体,开展亲水无纺布PVC复合规整填料除湿性能实验,分析在不同空气流量、溶液流量、溶液温度下,亲水无纺布PVC复合规整填料除湿率、除湿效率、传质系数和传热系数的变化。在实验条件下,除湿率、除湿效率、传质系数、传热系数最大值分别为11.05 g·kg~(-1)、86.7%、12.95 g·(m~2·s)~(-1)、10.33 W·(m~2·℃)~(-1);与CELdek规整填料和塑料波纹孔板填料相比,亲水无纺布PVC复合规整填料除湿性能最优。对实验数据回归分析,得到亲水无纺布PVC复合规整填料除湿效率实验关联式。关键词:润湿性;规整填料;溶液;传质;传热     

溶液除湿中基于水蒸气压差的传质系数

分析了溶液除湿系统中气液界面间传质过程的影响因素,以气液界面间传质的直接驱动力--溶液表面蒸气压与湿空气中水蒸气分压差为基础,提出了以蒸气压差为变量的传质系数关联式,采用已公开发表的实验数据(LiCl溶液,纤维规整型填料)拟合获取关联式中常数项,得到除湿过程传质系数关联式。采用不同结构填料(LiCl溶液,PVC规整型填料)已公开发表的实验数据对该关联式进行验证,实验值与计算值相对偏差为-10.48%～5.28%。为进一步验证该关联式,搭建了热泵型溶液除湿系统(LiBr溶液,翅片管式热湿交换器),用获得的实验数据对得到的关联式进行验证,相对偏差为-1.8%～12.8%。3组实验值与计算值的对比表明,以蒸气压差为主要变量的传质系数关联式对规整型填料溶液除湿器传质系数的模拟计算具有较高的计算精度。     

压缩空气溶液除湿中不同除湿剂除湿性能比较

在压缩空气溶液除湿实验平台上,分别以LiBr和LiCl水溶液作为除湿剂,实验研究了两种溶液在压缩空气溶液除湿系统中的除湿性能。以溶液表面水蒸气分压力作为比较基准,压缩空气出口含湿量和除湿量作为除湿性能的评价指标,对二者的除湿能力进行比较分析。同时基于压缩空气溶液除湿器传热传质模型,结合实验数据,研究了LiBr、LiCl溶液与压缩空气间的传质系数大小以及变化规律。结果表明:在相同的处理工况下,采用LiCl溶液对压缩空气进行除湿能得到更低的空气出口含湿量和更高的除湿量,LiCl溶液除湿过程的传质系数也高于LiBr溶液,即在压缩空气溶液除湿系统中LiCl溶液具有更优的除湿能力和传质性能。     

压缩空气溶液除湿中不同除湿剂除湿性能比较

在压缩空气溶液除湿实验平台上,分别以LiBr和LiCl水溶液作为除湿剂,实验研究了两种溶液在压缩空气溶液除湿系统中的除湿性能。以溶液表面水蒸气分压力作为比较基准,压缩空气出口含湿量和除湿量作为除湿性能的评价指标,对二者的除湿能力进行比较分析。同时基于压缩空气溶液除湿器传热传质模型,结合实验数据,研究了LiBr、LiCl溶液与压缩空气间的传质系数大小以及变化规律。结果表明：在相同的处理工况下,采用LiCl溶液对压缩空气进行除湿能得到更低的空气出口含湿量和更高的除湿量,LiCl溶液除湿过程的传质系数也高于LiBr溶液,即在压缩空气溶液除湿系统中LiCl溶液具有更优的除湿能力和传质性能。     

聚γ谷氨酸-壳聚糖-TiO_2复合膜的制备及性质研究

以聚γ谷氨酸-壳聚糖(PGA-CS)作为成膜基质,通过添加纳米TiO_2改善复合膜的性能。考察复合膜的粒径、水分含量、可溶性物质含量、透光率、水蒸气透过率、机械强度和吸湿等温线等,确定TiO_2的最佳添加量。研究发现,复合膜的粒径介于135 nm到155 nm之间;当PGA∶CS∶CS-TiO_2为60∶10∶3时,复合膜的性能最佳,具有较低的水蒸气透过率和较高的机械性能,透光率为(56.10±2.04)%、可溶性物质含量为(52.62±0.56)%;在环境相对湿度较低时(70%),PGA∶CS∶CS-TiO_2为60∶10∶3的复合膜的水分含量较低。     

温度对明胶/氧化石墨烯复合膜性能的影响

以明胶为基体,甘油为增塑剂,氧化石墨烯(GO)为增强相,通过共混的方法制备一系列明胶/GO复合膜,通过测试不同温度下复合膜拉伸强度、断裂伸长率、吸水性、水溶性、水蒸气透过系数(WVP)、失水率、SEM来判断膜的性能。结果表明:复合膜的拉伸强度在35℃(49.90～69.22 MPa)和-10℃(23.91～30.42 MPa)时较强,其断裂伸长率在10℃(70.12%～117.22%)和0℃(51.55%～107.82%)时较高;温度越高复合膜吸水率越高,5℃时随着GO含量增大,复合膜的吸水率先逐渐减小,GO含量达到10%后,复合膜的吸水率逐渐开始增大,15℃和25℃时,GO含量越大,复合膜的吸水率越小;在35℃和5℃时,GO含量为0.5%时的WVP最小,15℃时,GO含量越高复合膜的WVP越小,在25℃时,纯明胶的WVP最小,其他膜的WVP均相差不大;不同温度下,水溶性大小顺序为:35℃>15℃>5℃>25℃,高温有利于提高水溶性,常温水溶性最差。通过35℃和105℃的失水率得出,GO含量越高,复合膜内的结晶水含量越大。     

PVDF-pDOPA复合膜应用于MBfR稳定性研究

针对膜生物膜反应器(MBf R)中研究中疏水性微孔膜存在的生物亲和性差,氧传质能力不足等问题,采用自聚合法以左旋多巴为单体对自制疏水性聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜进行表面改性,制备适用于MBf R技术的新型疏水性中空纤维复合膜(PVDF-pDOPA复合膜),结果表明,复合膜氧总转移系数KLa由0.95×10~(-2) min~(-1)提升到1.61×10~(-2)min~(-1),接触角由75°下降到42°,复合膜的氧传质性能、亲水性能得到显著改善。复合膜经超声后仍然具有很好的亲水特性;分别超声10、20和30 min时,极限气体通量是原膜的约2倍;KLa分别衰减了4.89%、9.76%和12.20%,但KLa仍为原膜的1.64、1.55、1.51倍,其氧传质性能仍优于原膜,表明PVDF-pDOPA复合膜具有良好的稳定性。     

改性二氧化硅-乙基纤维素复合膜的制备及性能

乙基纤维素(EC)与改性二氧化硅(m-SiO_2)醇溶胶通过共混方式制备了复合膜EC-Six(x=1、2、3、4)。通过SEM、FTIR对复合膜的微观结构进行了表征,对复合膜的水接触角、机械性能和水蒸气透过系数(WVP)进行了测试。结果表明:当m-SiO_2醇溶胶与EC醇溶液体积比为3︰2时,纳米粒子均匀地分布于复合膜EC-Si_3中,并与EC形成均一的多孔状结构。该复合膜具有很好的表面疏水性,膜表面水静态接触角(WCA)可达145°。复合膜的抗张强度(TS)为10.452 MPa,断裂伸长率(EB)为5.405%,其WVP值为0.549 g·mm/(m~2·h·kPa)。抗菌剂的释放性结果表明,EC-Si_3膜中姜黄素在正己烷中的释放率高于在蒸馏水中的释放率。