PEIE-HT/PSf复合膜渗透选择性能的影响因素研究

利用重构法将水滑石(HT)原位构建到聚乙烯亚胺-环氧氯丙烷共聚物(PEIE)分子链间制成PEIE-HT复合物,将PEIE-HT复合物涂覆于聚砜超滤膜(PSf)上,制成PEIE-HT/PSf复合膜。以CO2/N2(15%(φ)CO2+85%(φ)N2)混合气为进料气,考察了HT衍生复合氧化物(LDO)添加量、压力、湿涂层厚度和温度对PEIE-HT/PSf复合膜渗透选择性能的影响。实验结果表明,LDO添加量为1.0%(w)、湿涂层厚度为50μm的PEIE-HT/PSf复合膜,在0.11 MPa和25℃的条件下,CO2渗透速率可达5 693 GPU,CO2/N2分离因子达268,显示出良好的CO2分离性能,具有在烟道气或密闭空间等场合捕集CO2的良好应用前景。     

聚乙烯醇-海藻酸钠共混中空纤维复合膜用于异丙醇脱水

制备了以聚砜(PS)中空纤维超滤膜为底膜的聚乙烯醇(PVA)-海藻酸钠(SA)共混复合膜,并用于异丙醇脱水的研究。考察了PVA/SA配比、交联剂种类和浓度以及渗透汽化实验中的操作条件对膜性能的影响。在PVA/SA质量比为4/1、料液温度45℃、料液中异丙醇质量分数为90%时,复合膜的通量和分离因子分别为427g/(m2·h)和1727,并且根据实验数据和Arrhenius经验方程式,计算得出异丙醇渗透活化能为17 42kJ/mol。     

CH_4,CO_2,CO对钯复合膜透氢性能的影响

采用化学镀法制备了钯复合膜。在200~450℃下,恒定H2进气量和总进气量,以N2为平衡气,H2-N2混合气为参比气,考察了不同含量的CH4,CO2,CO对钯复合膜透氢性能的影响。实验结果表明,对钯复合膜的透氢性能,CH4几乎没有影响,CO2的影响较小(透氢量的降低率小于5%),CO的影响最大。体积组成为98%H2-2%CO的混合气,在300℃时钯复合膜透氢速率下降幅度明显增大。用扫描电子显微镜、X射线能谱仪、X射线衍射仪对透氢后的钯复合膜进行表征,表征结果显示,钯复合膜表面有少量积碳,说明在钯复合膜表面上发生了CO的歧化反应。     

α-Al_2O_3中空纤维复合膜的制备及其对甲醇水溶液的分离

采用聚酰胺酸(PA)-N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)或PA-SiO2颗粒-DMAC涂膜液涂敷,通过300℃亚胺化或800℃碳化处理,对α-Al2O3中空纤维膜进行改性。在改性α-Al2O3中空纤维膜上浸涂聚乙烯醇(PVA)溶液并用戊二醛(GA)交联剂进行交联,制备α-Al2O3中空纤维渗透汽化复合膜,并对甲醇水溶液进行渗透汽化膜分离,考察了温度、料液浓度、涂膜液组成对复合膜分离性能的影响。实验结果表明,涂敷PA-DMAC涂膜液并经亚胺化的改性方式最佳,在此基础上浸涂12%(w)PVA溶液和6%(w)GA交联剂制备的复合膜分离性能较好;在温度40℃、压差100 kPa的条件下,对96%(w)甲醇水溶液的分离因子为25.0,渗透通量为15.0 g/(m2·h)。     

有机蒸气/氮气混合物透过炭膜的非平衡分子动力学模拟

基于考虑渗透过程中外加力场影响的非平衡分子动力学方法,建立了计算有机蒸气/氮气混合物透过多孔C膜的渗透系数和分离因子的方案;并对甲烷/氮气(CH4/N2)和丙酮/氮气(CH3COCH3/N2)两种混合物透过炭膜的渗透过程进行计算。主要讨论了计算模型的建立和计算方法的选择。计算出的渗透系数和分离因子与文献中的计算结果或实验结果具有可比性,CH4/N2混合物透过0.75nm炭膜的分离机理为偏离Knudsen扩散、伴有表面扩散产生,分离因子为1.836;丙酮/N2混合物透过4.42nm炭膜的分离机理为毛细管冷凝,分离因子为44.46。炭膜可有效地用于回收丙酮。     

超薄金属钯复合膜表面缺陷修饰的研究

通过对化学镀制备的超薄金属钯复合膜的表面缺陷进行修饰,进而控制缺陷位的尺寸,然后通过补镀处理制备了致密超薄金属钯复合膜。同修饰前的钯复合膜相比,表面修饰后制备的钯复合膜厚度略微增加,从0.87μm增大至3.01μm;氢气渗透速率略降,但H2/N2理想分离因子却显著增加。400℃,100kPa下,修饰前钯复合膜的氢气渗透速率为0.5934mol·m-2·s-1,H2/N2理想分离因子为123,修饰后钯复合膜的氢气渗透速率达到0.2967mol·m-2·s-1,H2/N2理想分离因子为5007,这表明本文采用的表面缺陷修饰方法可有效修复钯膜表面针孔和缺陷。     

PVA/PS中空纤维复合膜脱除丙烯中微量水分的研究

以亲水性的聚乙烯醇(PVA)为原料,采用涂敷法制备了PVA/聚砜(PS)中空纤维复合膜,考察了气相丙烯中脱除微量水分的蒸汽渗透性能。分析讨论了PVA的浓度、交联剂用量、热处理温度及基膜对膜蒸汽渗透分离性能的影响。结果表明,在一定的制膜条件及渗透工艺条件下,对于含水质量分数为4.292×10-3的气相丙烯,其渗透通量为19.8 g/(m2·h),分离因子为739。     

壳聚糖-聚乙烯醇/聚丙烯腈复合膜分离乙酸乙酯-乙醇-水的性能

制备了壳聚糖-聚乙烯醇/聚丙烯腈(CS-PVA/PAN)复合膜,用于乙酸乙酯-乙醇-水三组分溶液的分离。考察了CS-PVA/PAN复合膜的溶胀性、CS含量与料液温度对CS-PVA/PAN复合膜渗透汽化性能的影响;用傅里叶变换红外光谱对CS,PVA,CS-PVA均质膜进行了表征。实验结果表明,在料液温度313.15K、CS-PVA/PAN复合膜中w(CS)=50%时,CS-PVA/PAN复合膜能有效地脱除乙酸乙酯(质量分数84.6%)-乙醇(质量分数3.4%)-水(质量分数12.0%)三组分溶液中的水分,渗透通量为183g/(m2.h),分离因子为4 160;且随料液温度的升高,渗透通量增大,分离因子减小,渗透通量和料液温度能较好地符合Arrhenius方程。     

化学纤维工业

TQ342 0 0 4 0 12 5 9中空纤维膜研究进展〔刊〕/张亨 (锦西化工研究院 )∥化工新型材料 .- 2 0 0 3,31(4 ) .- 4～ 8　　综述中空纤维膜的发展历程 ,介绍中空纤维膜性质、类型和符合制膜工艺要求的中空纤维 3种纺丝方法及制备中空纤维膜的材料具有 4个方面的特点 ,列举出 11种中空纤维膜用材料 ,概述中空纤维膜应用情况 ,指出我国在中空纤维膜方面与发达国家相比 ,有较大差距。参 18(严淑芬摘 )TQ340 2 0 0 4 0 12 6 0绿色纤维〔刊〕/汪朝阳 ,赵耀明… (华南理工大学材料学院 )∥合成纤维工业 .- 2 0 0 3,2 6 (2 ) .- 4 1～ 4 4　　简介…     

基膜热处理对复合膜气体分离性能的影响

制备了用于有机蒸汽正庚烷/氮气分离的PDMS/PVDF复合膜,研究了PVDF基膜热处理温度和时间对复合膜的分离性能的影响,用XPS和SEM对PVDF基膜表面结构的变化进行了研究。结果表明,393.2K、12min热处理后的PVDF基膜表面的C-O、C=O极性官能团增加,增强了表面极性,使得PDMS活性层和PVDF基膜能够紧密结合,而且复合膜的分离性能达到最佳值。在固定测试条件下,分离因子αC7H16/N2为445.7,渗透速率JC7H16和JN2为1.9×10-7、4.26×10-10mol/(m2.s.Pa)。     

多组分气体分离膜组件的数学模拟

建立了空纤维膜组件逆流分离过程的数学模型,采用五阶 Runge-Kutta 法和 Hooke-Jeeves 模式搜索法求解。考察了中空纤维膜的长度、直径及根数对多组分气体渗透性能的影响。模拟结果表明,在相同的原料气流量及操作条件下,随膜长度、直径及根数的增加,渗透气流量和 CO_2脱除率增大,而渗透侧 CO_2含量降低;膜管内压降随膜长度和直径的增加而增大,随膜根数的增加而减小。在相同的膜总渗透面积下,可以通过改变膜组件参数调节膜的渗透分离性能。     

微孔氧化铝膜的气体渗透

用H_2、N_2、CH_4、C_3H_8等气体进行单组份渗透实验表明,微孔氧化铝膜的气体渗透过程可以用努森扩散和层流两种机理加以描述。其渗透性能主要受膜的微孔结构(如孔隙率,平均孔径及其分布等)、渗透气体的物理性质(如分子量、粘度等)以及操作条件(如温度、压力等)等因素的影响。在常温常压下膜的气体渗透通量为(1-70)×10~(-6)mol/(m~2·s·Pa);氢氮分离系数为2.5-3.2。     

天然气中微量组分对吸附剂性能的影响

考察了天然气吸附剂LXC对天然气中微量组分C2H6,C3H8,CO2,N2的吸附和脱附特性及其对CH4吸附能力的影响。实验结果表明,天然气吸附剂LXC吸附CH4,C2H6,C3H8的吸附量依次增大,滞留比依次减小,不可逆吸附性增强;CO2在吸附剂上的吸附量和滞留量较大;N2的可逆吸附与脱附性能较好;天然气中C2H6,C3H8,CO2均能导致吸附剂LXC吸附CH4的能力降低。在20℃、充气压力3.5M Pa、放气压力0.1M Pa的条件下,吸附剂LXC对配制的混合气体经12次连续吸脱附后,其吸附能力下降27.5%。     

回收甲醇尾气中有效组分的变压吸附新技术及其应用

四川天一科技股份有限公司开发的变压吸附(PSA)新技术,采用特殊的吸附剂及先进的工艺过程实现从甲醇尾气中脱除N2和Ar等惰性气体,从而回收其中的有效组分氢气和CO、CH4、CO2。本文介绍了该工艺的特点及其应用,并对PSA与膜分离两种技术在甲醇尾气分离回收中的技术及经济性等进行了对比。     

色-质联用分析超高纯气体

提出了用GC-MS-MID进行超高纯度气体分析方法,并应用这一技术对高纯He、H_2、Ar、N_2以及用于电子工业的高纯NH_3.PH_3、B_2H_6、HCl、BF_3、SiH_4等多种气体进行了测定。实验建立了一套中心切割真空进样系统,用填装5A分子筛、高分子多孔小球等的两根2m×2.2mm的不锈钢柱交替进行,测定几种组份的变异系数5—10％,检测限约为0.01ppm。     

PDMS/PVDF中空纤维复合膜分离有机蒸汽/氮气的研究

制备了用于正庚烷/氮气分离的PDMS/PVDF复合膜。分析讨论了原料气压力、流速、原料气中正庚烷浓度、透过侧压力及操作温度等因素对气体分离性能的影响。在一定的操作条件下,当原料气中正庚烷质量分数为6%时,正庚烷的渗透速率为2.5E-06 mol/(m2.s.Pa),分离因子可达600左右。     

(氮气+四氢呋喃+水)体系水合物的生长动力学

建立了高压混相全透明循环管路装置，用以考察流动体系中水合物的生长速率，工作压力可达4MPa。采用该系统，研究了在四氢呋喃存在时N2-水体系中水合物的生长动力学规律。实验结果表明，含N2体系水合物的生长速率随体系初始压力的升高而加快。建立了水合物宏观生长动力学模型，该模型考虑了体系压力和水合物体积分率的影响，可用于计算N2的消耗量，其不同初始压力时的计算值与实测值的平均相对误差的平均值为4．3％。计算了N2-四氢呋喃-水体系在各实验条件下的初始反应速率，计算结果表明，初始反应速率随着初始压力的增加而增大；并与相同条件下甲烷-水体系在四氢呋喃存在时生成水合物的初始反应速率做了比较。     

反常辉光放电下CH4-CO2转化制合成气

在常压下，利用一种新型的反常辉光放电反应器，使CO₂重整CH₄制取合成气。实验表明，反应体系输入功率、原料气配比和流量等对反应结果有着较大影响。在常压下，当输入功率为437 W、n(CH₄)∶n(CO₂)＝4∶6及流量为140 mL/min时，CH₄和CO₂的转化率分别高达91.9％和83.2％，并且CO和H₂的选择性分别为82.4％和62.1％。通过调配原料的配比，可以得到不同n(H₂)∶n(CO)比值的合成气。