反应-膜分离耦合过程的传质特性

在中空纤维膜系统中用纯水及不同浓度的氢氧化钠溶液和二氧化碳混合气进行反应分离,研究了膜分离与化学反应耦合过程的特性。在低二氧化碳进口摩尔分率、低气速及较高氢氧化钠浓度时,化学反应对分离的增强因子非常大．在反应－膜分离耦合体系中,过程阻力与中空纤维膜自身的阻力及溶液中的反应速率有很大关系．由于增加了中空纤维膜阻力,使得二氧化碳的吸收率比较小,但是增加中空纤维数目可以使膜分离器具有巨大的传质表面积,从而有效地弥补了传质速率的不足．因此,适当地选择吸收剂浓度和混合气体流量,可以使反应一膜分离耦合过程达到较高的分离效果,与传统的填料吸收过程相比,在结构、操作和性能上都显示出优越性。     

智能膜对传质和反应与分离过程的调控

智能膜能响应外界刺激而改变自身的表面特性和膜孔大小,从而改变其选择性和渗透性等性能参数,是化工与材料等交叉学科领域的重要课题。综述了近年来有关智能膜用于跨膜传质过程的调控、亲和分离过程的调控、催化反应过程速率的调控等方面的研究。基于智能膜的传质、反应与分离过程具有条件温和、易于操控、易调控、高效等特点,为简单、高效的传质分离与反应操作提供了新途径和新方法。     

悬浮型光催化纳滤膜反应器处理H酸溶液工艺中操作压力变化的机理研究：实验部分

首次通过系列黑暗条件下的膜分离空白试验对悬浮型光催化纳滤膜反应器中耦合分离膜操作压力的变化机理进行研究。为了从根本上揭示悬浮型光催化纳滤膜反应器中引起耦合分离膜操作压力规律性变化以及不同初始操作压力条件下导致变化规律明显差异性的根本原因,分别进行三组黑暗条件下的膜分离对比试验,考察不同膜分离过程中膜分离操作压力的变化规律、变化幅度和变化速度。结果表明,在不同的初始操作压力条件下,由于待分离的污染物种类、性质、组分和浓度的差异导致纳滤膜分离操作压力的变化规律存在根本性变化。     

渗透蒸发与化学反应耦合过程的研究进展

渗透蒸发膜分离过程往往不是单独应用 ,而是与其它的分离或反应过程进行耦合的。着重介绍了渗透蒸发膜分离过程与精馏和反应耦合过程的研究现状 ,以及讨论了渗透蒸发膜分离过程与化学反应耦合过程的数学模型和常用的渗透蒸发膜材料。     

ATRP法制备环境响应型智能膜材料的研究进展

聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAM）作为一种常见的智能材料,同时具有温度响应特性和乙醇浓度响应特性。本文以PNIPAM聚合物为主线,着重介绍了利用原子转移自由基聚合（ATRP）法制备温度响应型、温度及pH值双重响应型、乙醇浓度响应型智能膜材料的研究成果。其中,温度响应型智能膜主要介绍PNIPAM均聚物接枝膜;温度及pH值双重响应型智能膜主要介绍PNIPAM与pH值响应型聚合物的嵌段接枝膜;乙醇浓度响应型智能膜主要介绍PNIPAM无规共聚物接枝膜。另外,还介绍了其它响应型智能膜,包括手性分子及离子响应型接枝膜的研究成果。基于ATRP法在文中所述的优点以及在膜改性研究方面的广泛应用,相信该方法在制备环境响应型智能膜材料以及推动智能膜实际工业应用方面将扮演重要角色。     

酶解反应与膜分离耦合连续制备酪蛋白磷酸肽

采用酶解反应与膜分离耦合新工艺连续水解全酪蛋白制备酪蛋白磷酸肽(CPPs)。考察了超滤膜对胰蛋白酶及底物溶液的截留效果;研究了初始底物质量浓度、初始酶质量浓度、反应体积、膜渗透通量等参数对反应器性能和反应转化率的影响规律;利用高效凝胶排阻色谱系统(HPSEC)对酶解产物进行检测分析;建立了酶膜反应器连续水解动力学模型,并对间歇与连续酶解过程进行比较分析,证明反应-分离耦合技术可使酶解效率及蛋白酶利用率大幅提高,并使产物得到调控与富集,为CPPs的酶法制备提供了一种更为有效的方法。     

水处理中催化分离膜研究进展

膜技术作为水处理中的一种高效分离工艺,近年来备受关注,然而膜分离过程中发生的膜污染现象是制约该工艺发展的瓶颈.具有催化降解有机物及分离功能的催化分离膜的开发备受关注,依靠催化膜与光催化或臭氧氧化工艺耦合可同时实现水中污染的去除及减缓膜污染的目的.本文首先介绍了目前应用于催化分离膜制备过程中的催化剂和载体膜,然后论述了催化分离膜的制备主要方法,包括共混法、浸渍法、层层组装法、接枝法等;最后结合催化分离膜与光催化和臭氧化耦合工艺,对水中典型污染物的去除进行了论述.     

膜技术与过程耦合

过程耦合是应用技术领域研究的热点之一,膜及膜分离技术的开发促进了过程耦合技术发展.介绍了几类基于膜的过程耦合技术,如膜萃取、膜蒸馏、渗透蒸发及亲和膜过程等.指出今后研究工作的重点是开发适应各具体过程的膜材料及膜组件,进行共性研究,完善膜耦合过程的机理与模型,研究设备匹配及相关的流体力学和反应动力学等.     

光催化膜反应器在污废水处理中的应用研究进展

传统光催化氧化技术在催化剂应用形式方面存在诸多不可克服的制约因素,将光催化氧化技术与膜分离技术进行耦合可从不同角度较好解决此类难题;目前的光催化膜反应器主要有悬浮型、负载型和内嵌型光催化膜反应器3种;在全面论述各类光催化膜反应器的工艺特性的基础之上,针对当前光催化耦合分离膜在合理选择膜类型和膜孔径方面存在理论不足的现状,首次提出耦合分离膜在膜类型和膜孔径选择过程中所要遵循的理论原则、依据和一套可操作性极强的选择程序。     

ZIF-L/PDMS混合基质膜蒸气渗透耦合发酵强化乙醇生产效率的研究

蒸气渗透（VP）膜分离不存在膜污染风险,在生物乙醇生产中具有广阔的应用前景。将聚二甲基硅氧烷（PDMS）膜和以二维沸石咪唑骨架（ZIF-L）为填充基质制备的PDMS（ZIF-L/PDMS）混合基质膜,分别用于VP膜分离与菊粉水解液发酵制乙醇过程的耦合,分析了二者在耦合过程中的分离性能和发酵性能。探究了不同膜分离方式、不同类型膜及操作条件对膜分离性能的影响。实验结果表明,当料液浓度为5%（质量）、蒸气循环流量为1.5 L·min^-1时,ZIF-L/PDMS混合基质膜的VP性能高于渗透汽化（PV）,归一化总通量达到1148.78 g·m^-2·h^-1,分离因子高达19.14,显著提升了乙醇分离性能。ZIF-L/PDMS混合基质膜用于VP耦合发酵,实现了耦合过程的高渗透性和乙醇选择性,与文献报道相比,乙醇移除效果最优,乙醇产率和时空产率分别达到0.421 g·g^-1、3.07 g·L^-1·h^-1,两个指标明显高于单独发酵,极大地提高了乙醇生产效率。因此,ZIF-L/PDMS混合基质膜在原位分离发酵乙醇方面具有很大的应用潜力。     

乙醇发酵与渗透汽化在硅橡胶膜生物反应器中的耦合强化

用硅橡胶膜生物反应器(SMBR)实验研究了发酵-渗透汽化的耦合性能。发酵微生物采用酿酒活性干酵母,所用的碳源为工业级葡萄糖。间歇发酵过程由于产物抑制作用在乙醇浓度达到90g稬-1时就趋于停滞,而经耦合渗透汽化膜分离后,发酵罐内的乙醇浓度迅速降低并维持在40g稬-1,且发酵在此浓度下可以连续稳定地进行。 在SMBR运行达到稳态后,乙醇的体积产率为1.5gL-1h-1。SMBR中所用的聚二甲基硅氧烷(PDMS)复合膜由实验室自行制备,它能稳定分离含有酵母细胞的发酵液。当发酵液中乙醇浓度为92.7~49.5g稬-1时,PDMS复合膜的总通量为1490~1164g穖-2h-1,分离因子为6.9~7.8,与分离相同进料浓度的清洁模型溶液相比分别平均高出31%和14%。乙醇发酵和渗透汽化在硅橡胶膜生物反应器中能够相互耦合并得到强化。     

乳状液膜分离技术的发展与应用

乳状液膜分离技术综合了固体膜分离法和溶剂萃取法的特点,是一种新兴的节能型分离手段。介绍了乳状液膜的组成和分类,并对其传质机理和分离过程中的影响因素进行了分析。对乳状液膜在废水处理和冶金工业方面的应用进行了具体介绍。     

超临界流体与膜过程耦合技术的研究进展

单独应用超临界流体技术或膜技术 ,会出现一些难以克服的缺点 ,而将两者结合在一起的耦合过程可以很好地发挥各自的优势 ,符合绿色化工过程的要求 ,有广阔的应用前景。综述了超临界流体和膜过程耦合技术自出现以来在过程开发和基础研究方面的进展情况 ,其中包括超临界CO2 回收、膜分离过程强化、提高超临界流体萃取选择性以及超临界膜反应等方面开展的研究工作和取得的结果 ,并指出了有待解决的关键性问题和今后的发展方向。     

渗透蒸发分离水—乙醇研究：I.乙醇水溶液与多元反应体系分离特征

以聚酰胺羧酸为膜材料，考察了制膜条件，化学改性膜亲水性及水－乙醇分离性能的影响，针对戊酸与乙醇的酯化反应，测定了改性膜对多元反应体系的分离性能，并初步分析了膜分离过程对酯化反应的影响。     

智能膜材料研究新进展

能感知和响应外界物理和化学信号的智能膜是仿生功能膜领域的重要技术进展之一,已成为国际上膜科学领域研究的新热点。本文综述了智能膜材料方面的研究新进展,重点介绍了温度响应型、pH响应型、光响应型、葡萄糖浓度响应型以及分子识别响应型等环境刺激响应型智能膜的研究进展。     

钯膜反应器及分离器的研发进展

氢气在钯膜中的传递服从"溶解-扩散"机理。钯膜可以单独组成膜分离器,用于生产高纯度的氢气,也可以与氢气的生产过程相耦合,形成钯膜反应器,用于通过再线的氢气分离打破制氢过程的化学反应平衡,一步法生产高纯氢气。主要介绍了当前膜分离器和反应器的研发进展,介绍了几种膜分离器及反应器的概念设计,并指出了钯膜技术的发展方向。     

纳滤膜分离技术的发展与工业应用

膜分离技术是新型的高科技分离手段,介绍了纳滤膜的特点、发展过程以及在工业生产中的应用。     

一种采用ZSM-5型分子筛膜制备乙酸异戊酯的方法

<正>本发明公开了一种采用ZSM-5型分子筛膜制备乙酸异戊酯的方法,该方法采用高性能的ZSM-5型分子筛膜应用于乙酸和异戊醇的酸催化反应过程,通过酯化反应-膜分离耦合技术在线脱除酯化反应产生的水。本发明采用硫酸氢钠为催化剂,通过渗透汽化技术将酯化反应与膜分离过程耦合,高性能ZSM-5型分子筛膜在线脱除乙酸和异戊醇酯化     

液膜萃取技术综述

对近年来液膜萃取技术的发展进行了综述。对乳状液膜、支撑液膜、包容液膜、大块液膜、静电式准液膜、内耦合萃反交替分离过程6大类当前研究、使用较多的液膜分离过程分别作了评述。     

电活性MXene膜电极构造原理与水质净化应用研究进展

电活性膜净水技术可借助电化学反应和膜分离的耦合协同作用实现对污染物的短流程高效去除，具有传质效率高、能耗低、抗污染、适应性强等优势，在水处理中展现出巨大的应用潜力。为深入研究电化学水处理技术机理，围绕电活性MXene(E-MXene)膜电极的构造原理与水质净化应用，以典型的MXene及其复合膜电极材料为例，对E-MXene膜电极的构筑原理、策略及其在水质净化领域中的应用研究进行了综述，之后对E-MXene膜电极在重金属去除、油水分离、脱盐及耦合处理技术等领域的研究进展进行了系统性回顾，并对E-MXene膜技术在水处理领域的未来发展趋势进行了展望。