气体通过高分子复合膜的机理及其应用

本文对气体通过高分子复合膜的机理进行了研究,考虑到支撑层阻力、涂层与致密层的结合程度,提出了扩展的Henis模拟电路。从理论上和实践中,证明了由于支撑层阻力的存在,使气体由中空纤维高分子复合膜丝外向丝内渗透比由丝内向丝外渗透的渗透系数小;指出了涂层嵌入致密层深度比涂层厚度对膜的分离系数影响大;第一次定量给出了少量断丝对大型中空纤维高分子膜分离器分离系数的严重影响;提出用O_2、N_2评价大型N_2/H_2高分子膜分离器的新的计算方法,并在实验中得到验证。     

降温速率对食品材料冻干特性的影响

用鲜胡萝卜作试验材料,研究了四种降温速率对水分升华率的影响。结果表明,当表层材料通过最大冰晶生长带的时间小于约25min时,材料表层对水蒸气的渗透阻力明显增大,在冻干中表层以下的材料温升较快并出现融化。若在冻干之前刮除表层或降低降温速率,冻干可顺利完成。     

多孔支撑复合气体分离膜的涂层模型及工艺探讨

对以各向同性的高表面孔隙率微孔膜为底膜，涂层起主要分离作用的复合膜进行了探讨。提出了此类复合膜的渗透阻力模型，利用此模型讨论了不同涂层厚度、嵌入率、支撑层表面孔隙率对复合膜氧氮渗透分离性能的影响。以此为基础，在复合膜涂层前，预先使支撑底膜的孔隙内浸涂一种特定的液体后再进行硅橡胶涂层，探讨了预涂液体及涂层液溶剂对复合膜涂层结构、嵌入率的影响，以及对硅橡胶复合膜氧氮渗透分离性能的影响，为在各向同性的高表面孔隙率微孔膜上进行涂层提供了一种工艺思路。     

氟硅橡胶复合膜透气性的研究

通过把氟硅橡胶填充进多孔微滤支撑体来制备聚偏氟乙烯(PVDF)和氟硅橡胶(FVMQ)的复合膜.并研究了支撑层孔径和白炭黑填料对FVMQ复合膜透气性能的影响.自制气室,测试了FVMQ复合膜对H2、Ar和N2的渗透特性.结果表明,PVDF膜孔径越大FVMQ复合膜的渗透速率就越快,在FVMQ溶液中加入白炭黑填料却降低了膜的渗透速率.支撑层孔径对膜渗透性能的影响比填料的影响显著.对FVMQ复合膜透气性的研究为其在气体分离方面应用奠定基础.     

普适性气体分离阻力复合膜模型

在前人研究的基础上建立了普适性气体分离阻力复合膜模型，讨论了两个主要参数嵌入率ｆ和横向流动阻力Ｒｘ对复合膜性能的影响，并在此基础上全面研究了底膜孔隙率、孔径、致密层厚度、支撑层厚度和涂层厚度和对膜性能的影响，通过讨论形成了制备复合膜的新思路，可以用于指导制膜实践。     

高浓度NaCl溶液真空膜蒸馏传递阻力分布的研究

对纯水体系以及NaCl溶液浓缩过程中真空膜蒸馏传递阻力的分布进行了研究,考察了操作条件对传递阻力分布的影响,分析了传递阻力在浓缩过程的变化原因.结果表明:在纯水体系下,温度和膜表面流速对膜阻力影响较小,其值在162~164.7(Pa·h·m2)/kg范围内变化;边界层阻力受操作条件影响较大,较低的流量和较高的料液温度导致较高的边界层阻力.在NaCl溶液浓缩过程中,渗透通量随浓缩时间起先呈缓慢下降趋势,传递阻力以边界层阻力和膜阻力为主,当料液浓度超过临界值时,渗透通量发生骤降,污染层阻力骤升,膜表面发生结晶污染.但利用清水冲洗受污染膜后,渗透通量恢复率95%左右.因此,控制浓缩终点的浓度低于临界点浓度将有效避免膜污染的形成.     

硅橡胶膜用于乙酸/水渗透汽化分离的研究

以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为活性层制备了PDMS均质膜和分别以聚四氟乙烯(PTFE)、聚丙烯(PP)微滤膜为支撑层的PDMS/PTFE膜、PDMS/PP膜。通过扫描电镜(SEM)、视频接触角仪、热重分析(TGA)及溶胀测试等手段研究了膜的物化性能。通过渗透汽化实验考察了膜对乙酸/水体系的分离性能。结果表明,料液中乙酸质量分数提高,渗透通量和分离因子均随之提高;操作温度提高,渗透通量增加而分离因子减小;进料流速在14～38L/h范围变化,对分离因子影响较大,对渗透通量影响较小;支撑层对膜的分离性能有重要影响:30℃下,对于进料流速26L/h的10%(质量分数)乙酸水溶液,PDMS均质膜、PDMS/PTFE膜和PDMS/PP膜的分离因子、通量分别为2.51、2.74、2.15和35.29、42.09、40.84g/(m2·h)。以上结论,对于选择合适的渗透汽化膜支撑层材料和操作条件具有一定的指导意义。     

纳米材料改进传统正渗透膜性能的研究进展

<正>渗透膜是正渗透技术的核心,改进正渗透膜材料性能是正渗透技术发展的必要环节。回顾了正渗透膜的研发历程,总结了传统正渗透膜在结构和性能上的局限性。整理、分析了添加纳米材料对醋酸纤维素正渗透膜、TFC正渗透膜(包括支撑层和分离层)结构和性能的改进效果,重点分析了纳米材料内部和外部"纳米通道"作用对正渗透膜渗透性能的影响,指出纳米材料微观尺寸、结构、取向性以及分散性是影响膜性能的重要因素。最后展望了纳米复合正渗透膜的研发前景和发展方向,为开发新品种正渗透膜提供了参考。     

支撑层对PDMS复合膜渗透汽化性能的影响

以相转化法制备的聚偏氟乙烯(PVDF)、聚丙烯腈(PAN)、聚砜(PSF)三种多孔膜作为支撑层,制备聚二甲基硅氧烷(PDMS)复合膜用于渗透汽化乙醇/水混合物的分离。采用能量色散X射线光谱仪(EDX)定量表征了PDMS在支撑层表面的厚度(L0)和支撑层内的渗入深度(Li),研究发现,PDMS在各支撑层表面的厚度、支撑层内渗入的厚度有显著差异,PDMS复合膜的渗透通量与(L0+Li)间存在近似的线性关系,表明PDMS在支撑层中渗入深度不同是造成不同底膜支撑的PDMS复合膜渗透汽化性能差异的根本原因。文中提出选择层总厚度(Lt=L0+Li)概念,通过线性拟合得到PDMS复合膜渗透通量与Lt之间的定量关系,可以用来估算PDMS复合膜的渗透通量,并预测复合膜渗透通量极大值。     

静电纺PES/TiO_2支撑层正渗透膜的制备及其性能分析

用静电纺丝技术制备PES/TiO_2纳米纤维支撑层,分析了添加质量分数0.05%、0.15%和0.45%的TiO_2对纳米纤维支撑层的特性影响,在此基础上进行界面聚合制备正渗透膜.结果表明:质量分数26%PES中添加0.15%TiO_2制备的纳米纤维支撑层,孔径较均匀,经界面聚合后所制得的正渗透膜表面平均粗糙度较低,FO模式和PRO模式1h平均水通量J_W为7.05L/(m~2·h)和15.20L/(m~2·h),其J_S/J_W优于商业膜,PES中添加质量分数0.15%TiO_2得到的纳米纤维支撑层所制备的正渗透膜在两种模式下均表现出较好的稳定性.     

钼含量及水氛对电弧喷涂铝316L不锈钢高温氧化性能的影响

目前,有关高温含水气氛对金属材料高温氧化行为的影响认识不统一。采用电弧喷涂的方法在含钼量不同的316L不锈钢表面制备一层纯铝层进行改性,并通过热处理获得铝扩散层;采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和氧化增重(TG)等手段研究了钼含量及含水气氛对改性316L不锈钢在高温下氧化行为的影响。结果表明:低钼含量不锈钢在高温下(1 050℃)的抗氧化性能优于高钼不锈钢;同时,高温下表面铝改性低钼不锈钢在含水气氛中的抗氧化性能强于其在空气中的表现。     

环烯烃共聚物对聚丙烯五层共挤出软管阻隔性能的影响

目的 在聚丙烯(PP)五层共挤出软管的外层中引入一定质量分数环烯烃共聚物(COC)材料,研究其对软管阻隔性能的影响。方法 将不同质量分数的COC与PP共混造粒,对共混物进行熔融行为分析,并测试软管的阻氧与阻水性能,共混材料的拉伸强度、弯曲模量、缺口冲击强度等。结果 随着COC添加量的增加,软管管身的氧气透过速率与水蒸气透过速率降低。当COC质量分数为20%时,氧气透过率低至3.3 cm³/(d.m²),水蒸气透过率为0.6 g/(d.m²),此时其他性能也能实现较好的平衡。结论 在PP五层共挤出软管的外层中引入COC可以有效地提升软管阻水与阻氧性能。     

Characteristics of the membrane utilized in a compact absorber for lithium bromide–water absorption chillers

This study aims at investigating experimentally and analytically the characteristics and properties of a membrane utilized to design compact absorbers for lithium bromide–water absorption chillers. The main focus of this study are the factors that influence the water vapor transfer flux into a lithium bromide–water solution in confined narrow channels under vacuum conditions, as well as the properties limits for utilization in compact absorber design. The results indicate that the desired membrane characteristics for this application are as follows: high permeability to water vapor, hydrophobic to the aqueous solution with high liquid entry pressure (LEP) to avoid wettability of the membrane pores and no capillary condensation of water vapor to avoid blocking of the pores. For practical use, this membrane should have a thin hydrophobic microporous active layer with a thickness up to 60 μm, mean pore sizes around 0.45 μm and a porosity of up to 80%. The active layer should be attached to a porous support layer to meet the mechanical strength requirements needed for practical use in the absorber of lithium bromide water absorption chillers application.     

电去离子过程水解离影响因素的研究

研究了电去离子（ＥＤＩ）的水解离过程,实验考察了原水含盐量、膜堆电流、浓淡水流量等因素对水解离的影响,用双电层模型对各种影响因素的作用进行了理论解释。     

Ozone and water-vapor measurements by Raman lidar in the planetary boundary layer: error sources and field measurements

A new lidar instrument has been developed to measure tropospheric ozone and water vapor at low altitude. The lidar uses Raman scattering of an UV beam from atmospheric nitrogen, oxygen, and water vapor to retrieve ozone and water-vapor vertical profiles. By numerical simulation we investigate the sensitivity of the method to both atmospheric and device perturbations. The aerosol optical effect in the planetary boundary layer, ozone interference in water-vapor retrieval, statistical error, optical cross talk between Raman-shifted channels, and optical cross talk between an elastically backscattered signal in Raman-shifted signals and an afterpulse effect are studied in detail. In support of the main conclusions of this model study, time series of ozone and water vapor obtained at the Swiss Federal Institute of Technology in Lausanne and during a field campaign in Crete are presented. They are compared with point monitor and balloon sounding measurements for daytime and nighttime conditions.     

注铌法改善铀及铀铌合金抗蚀性的研究

利用离子注入表面优化技术,在贫铀及铀铌合金基体上进行了离子注入铌表面改性处理,并主性层元素的分布、化学急及耐腐蚀性能进行了分析和测试。实验结果表明,离子洲主铌可不同程度地提高贫铀及Ｕ－Ｎｂ（１）全合的抗电化学腐蚀、水汽腐蚀及热氧化腐蚀能力。最后讨论了注铌改性腐蚀性提高的原因。     

High via resistance induced by ionized metal plasma vapor deposition of titanium liner film

For via structures landed on aluminum lines, a significant increase of via resistance has been observed if the titanium (Ti) via liner is introduced by the ionized metal plasma (IMP) vapor deposition method instead of the standard physical vapor deposition method. To understand the underlying mechanism of this phenomenon, the reaction between the IMP deposited Ti and the aluminum under-layer has been studied. The experimental results indicate that during IMP-Ti deposition, energetic titanium ions react with the aluminum under-layer, forming a resistive titanium aluminide (TiAl_x) layer. This reaction can be further enhanced by accelerating the titanium ions with a more negative substrate bias. The existence of this TiAl_x layer at the via interface contributes to the elevated via resistance that has been observed at subsequent electrical parametric testing.     

高温含水气氛对Pt改性NiCoCrAlY合金氧化行为的影响

为了研究Pt改性NiCoCrAlY合金在高温含水气氛中的高温抗氧化行为,进一步理解高温含水气氛对Pt改性涂层表面形貌以及产物的影响,采用电镀方式在NiCoCrAlY合金表层制备了一层1.5μm厚的Pt层,然后对涂层进行热处理。对Pt改性NiCoCrAlY涂层在1 050℃的空气和含水气氛下的高温氧化行为进行对比研究。采用扫描电镜(SEM)观察表面形貌,采用X射线衍射仪(XRD)、能谱(EDS)分析了涂层的相结构及成分。结果表明:在含水气氛下,Pt改性合金表面生成针状Al_2O_3,基体不同相β-NiAl与γ'-Ni_3Al在含水气氛中表现出不同的Al_2O_3生长速率,从而导致氧化层中生长应力的堆积,导致氧化层的剥落。     

基于多层涂布工艺的高阻隔透明纸基材料的制备与性能

通过生物基可降解材料制造阻隔性包装的应用越来越受到人们的关注。然而，现有的技术仍较难同时实现纸基包装材料的高氧气阻隔性和水蒸气阻隔性。本研究以自制透明纸作为基底，采用天然高分子材料(淀粉、瓜尔胶)及环保水性防水剂为涂布层，通过涂布工艺制备了兼具高阻氧和阻水蒸气性能的透明纸基材料。结果表明，不同涂层之间充分发挥各自的阻隔作用，降低了外界水蒸气在纸基材料表面的吸附作用，同时增加了水分子和氧气分子在纸张内部的扩散难度；制得的透明纸基材料氧气透过率最低为2.46 cm3/(m2·day·0.1 MPa)，水蒸气透过率仅为107.09 g/(m2·day)，相比于未涂布的透明纸分别下降了92%和94%。同时，有防水层的透明纸基材料的纸与纸板表面吸水量(Cobb)值均小于1 g/m2，接触角大于90°，呈现出良好的疏水性和抗水特性。本文的制备工艺简便、制造成本较低、材料性能可控，有望在替塑包装中得到应用。      

Diamond-like film as a corrosion protective layer on the hard disk

A magnetic layer based on Co-alloys does not possess the necessary mechanical durability and corrosion resistance and must be covered with a protective layer. An accelerated electrochemical test has been conducted on a hard disk magnetic layer covered with amorphous hydrogenated carbon doped with nitrogen. From the potentiodynamic and DC polarization measurements of the corrosion current in a 0.15 M NaCl solution adjusted to different pH, it was concluded that an acid environment can largely decrease the reliability and lifetime of a hard disk. Lubricant can contribute to corrosion protection by covering voids and other overcoat imperfections and prevent water vapor penetration into the magnetic film. Atomic force microscope images show localized distribution of corrosion sites with a density of 1.2×10⁶ defects/cm². The overcoat also prevents a lateral spread of the corrosion products across a disk.