无机透氧膜的发展与应用

阐述了无机膜的优缺点及其透氧技术的研究与应用进展,并对无机膜透氧技术发展中存在和尚待解决的问题作了简要评述.     

聚乙烯醇缩甲醛透氧性能与其结构关系的研究

为了改善聚乙烯醇(PVA)水溶液在室温下易产生凝胶的缺点,以利于涂覆法高阻隔性能 PP/PVA/PE 或 PVA/PE 复合薄膜的生产操作。本文以聚乙烯醇缩甲醛(PVF)水溶液代替 PVA 水溶液,研究了 PP/PVF/PE 复合薄膜透氧性及其与 PVF结构的关系。以气相色谱法测定的 PP/PVF/PE 复合薄膜透氧率的结果表明:随 PVF 缩醛度的增加,其复合膜透氧率上升很小,(在缩醛度<40%情况下),仍属高阻隔性能的复合膜材料。红外光谱分析表明:其 PVA 水溶液的缩甲醛化几乎仅发生在 PVA 的全同立构单元上、产生顺式缩甲醛结构。而其顺式缩甲醛结构对 PVF 的结晶性影响较小.这些正是 PP/PVF/PE 复合膜仍保持优良的氧气阻隔性能的原因所在。粘度测定实验表明:缩醛度为17%左右时,其 PVF 水溶液粘度值最低,并具有良好的室温贮存稳定性。     

冷热水用塑料管材透氧率的测试方法

重点介绍了管材透氧率的试验方法及结果计算,对市场中典型的纯塑料管材及新型阻氧复合管材的透氧性能进行了分析和比较,并深入研究了温度、压力因素等对透氧率的影响.结果表明:目前市场中的复合阻氧管材,完全能够达到标准中对阻氧性能的要求,随试验温度的提高,管材透氧率呈线性增长.     

角膜接触镜材料透氧性能的研究进展

角膜接触镜的透氧性及配载角膜接触后角膜的获氧状态，是保证配戴安全性和有效性的关键。本文就角膜接触镜的透氧性能及角膜缺氧时可能引起的症状进行了综述。     

钙钛矿型混合导体透氧膜的研究

详细地介绍了近年来国内外有关钙钛矿型混合导体透氧膜的透氧机理、研究进展以及其应用范围,对其制备方法及表征进行了阐述,并对此类材料的应用前景作了展望。     

高透氧软性角膜接触镜研究进展

基于硅水凝胶材料的高透氧软性角膜接触镜是最新一代的接触镜,可以满足消费者连续配戴的要求,同时可以消除因配戴接触镜引起的缺氧相关症状。硅水凝胶能很好平衡光学性质、透氧性、含水量和机械强度等本体性质。回顾了大量文献和专利,从本体材料角度,综述了高透氧软性接触镜的研究现状。     

钙钛矿型致密膜透氧过程的模拟研究

由于钙钛矿型致密膜的透氧机理十分复杂,影响因素较多,因此对过程进行数学模拟是实现其工业化应用的一个重要步骤,本文将影响其高温透氧过程的主体扩散和表面交换反应有机结合起来,同时考虑膜表面气固相交界层内的传递阻力,建立了钙钛矿型致密膜透氧过程的数学模型,并对模型的适用范围进行了理论分析,以便为钙钛矿型致密膜透氧过程的实验研究提供前瞻性预测。     

PP/OMMT复合材料的制备及其透氧性能研究

利用熔融插层法制备了聚丙烯(PP)/有机蒙脱土(OMMT)复合材料.利用X射线衍射仪、差示扫描量热仪、透氧仪和力学性能测试研究了OMMT对PP结构、力学性能以及透氧率的影响,并对其机理进行了分析.结果表明,加入OMMT可有效降低PP的透氧率,添加5质量份OMMT的PP复合材料透氧率可降为纯PP的30.6%.     

壳聚糖角膜接触镜的脱水行为及透氧性能研究

考察和比较了壳聚糖角膜接触镜样品在去离子水和OPTI-FREE杀菌全护理液中的脱水行为和透氧性能,并研究了壳聚糖角膜接触镜的脱水反应动力学,建立了壳聚糖角膜接触镜的透氧系数和含水量之间的数学模型。研究表明:壳聚糖角膜接触镜的脱水动力学按一级反应方程进行,其透氧系数符合软性亲水接触镜镜片的标准。     

混合导体透氧膜材料的设计与应用

混合导体透氧膜材料在高温下具有氧离子－电子混合导电性能,在纯氧制备、膜反应器以及固体燃料电池等方面展现出广阔的应用前景。本文对近年来混合导体透氧膜材料的开发和在甲烷部分氧化等方面的应用进行了详细综述,重点介绍了本课题组在此领域的工作。     

注浆成型法制备氧化钇稳定的氧化锆透氧膜及其性能

采用注浆成型法制备8%(摩尔分数)氧化钇稳定氧化锆(8YSZ)透氧膜,分析浆料特性、烧结特性和电学性能并将其用于固体透氧膜(SOM)法制备金属。结果表明:当添加4%(质量分数)柠檬酸作为8YSZ浆料分散剂时,浆料相对黏度为1.82,Zeta电位为–43.7mV。透氧膜素坯经1 700℃煅烧2 h后,物相全部转化为立方相,相对密度达到99.1%。在500℃时,1 700℃烧结成型的透氧膜总电阻最小,为149.38Ω,总电导率最大,为5.84×10–4 S/cm。该法制备的膜管经SOM法电解脱氧实验证明具有优良的控氧性能和抗熔盐侵蚀特性。     

非对称LSCF中空纤维透氧膜的制备及性能

采用溶胶-凝胶法制备了具有钙钛矿型结构的La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(1-y)Fe_yO_(3-δ)(LSCF,y=0.2,0.5或0.8)氧化物,然后以相转化烧结技术制备了LSCF中空纤维透氧膜,考察了凝固浴与Co/Fe摩尔比对LSCF中空纤维膜微结构及透氧性能的影响。使用70%(质量分数) NMP与30%乙醇的混合液作为内凝固浴,去离子水为外凝固浴,制备了具有外表面薄而致密的分离层、同时具有贯穿内表面的众多指状孔结构的LSCF中空纤维陶瓷膜。指状孔结构会极大地降低扩散阻力,从而改善LSCF膜的透氧量。LSCF中空纤维膜的透氧量随温度和吹扫气He吹扫速率的增加逐渐升高。Co/Fe摩尔比对LSCF中空纤维膜的微观结构和透氧量具有重要影响,透氧量随Co/Fe摩尔比的增大而增加。950℃(透氧膜的测试温度)、吹扫气He的吹扫速率为120 m L·min~(-1)、Co/Fe摩尔比为4时,LSCF透氧膜的氧气渗透通量达到2.81 m L·min~(-1)·cm~(-2)。     

流化床透氧膜反应器用于天然气制氢的工艺模拟

氢气是一种重要的化工原料,流化床透氧膜反应器是一种新型的天然气制氢装置。建立了该新型装置的AspenPlus模型,并模拟了反应压力、氧碳比(OC)、水碳比(SC)对反应温度、合成气成分的影响,并与普通的流化床自热反应器进行了比较。结果表明,流化床透氧膜反应器由于分离了空气中的N2,反应可在高的氧气摩尔分数下进行,合成气中的H2摩尔分数大大提高,甲烷转化率较大,氢气产量也提高。     

钙钛矿型透氧膜及其在甲烷部分氧化中的应用

钙钛矿型透氧陶瓷膜是同时具有氧离子和电子导电性的功能无机膜,在纯氧分离和甲烷部分氧化膜反应器中具有重要的潜在应用.介绍了钙钛矿型透氧陶瓷膜的氧渗透原理、膜材料的结构性能及其在甲烷部分氧化制合成气中的应用研究进展,并对透氧膜所面临的挑战进行了论述.     

钙钛矿型致密膜透氧过程的应用研究

对钙钛矿型致密膜的透氧过程进行了实验研究,验证了所建数学模型的正确性,并对数学模型中的材料参数、应用范围、模型对厚度的敏感性及模型在极限条件下的适用性等进行了分析研究,力图实现以模型为手段,优化实验操作条件,用模型来预测不同工艺条件对膜透氧速率的影响,减少探索性实验的工作量,进而为实现其工业化应用提供指导。     

钙钛矿型复合氧化物陶瓷膜的制备及其透氧性能

用低温燃烧法合成了La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ(LSCF)钙钛矿型复合氧化物电子一氧离子混合导体材料。采用微粉浆料相变纺丝技术制备了具有多孔层和致密层的管状中空非对称陶瓷膜。考察了温度以及吹扫气氦气流速对膜的透氧性能的影响。结果表明:当温度升高到700℃,氧通量显著增大;增加氦气流速也使透氧速率增大,但是当氦气流速增大到某一值时,透氧速率基本恒定。不同温度下达到最大透氧速率时的氦气流速不同。透过侧氧分压为1.7kPa、温度为900℃、平均厚度为0.45mm的LSCF管状中空膜的透氧速率达2.2×10-7mol/(cm2·s)。     

致密透氧膜用于甲烷部分氧化制合成气的实验研究

引　言钙钛矿型致密透氧膜在高温下具有氧离子、电子混合导电性 .当膜两侧存在氧分压梯度时 ,高压侧的氧在膜表面经化学吸附解离成氧离子、电子 ,于膜主体内扩散至另一侧 ,并重新结合、脱附至低氧压体系 .将致密透氧膜反应器用于甲烷部分氧化制合成气反应为天然气利用开辟了一条崭新的路径 ,近年来受到普遍关注 .该过程集空分与反应于一体 ,降低了大量的操作成本 ,通过膜壁控制氧气的进料有效控制了反应进程 .提高膜的透氧量 ,解决还原性气氛下膜的稳定性等问题 ,是该过程实现工业化的关键 .Ｂａｌａｃｈａｎｄｒａｎｄ[1] 、Ｔｓａｉ[2 ] …     

溶胶-凝胶法制备La1-xSrxCoyFe1-yO3-δ混合导体透氧膜粉料的研究

运用现代测试分析手段XRD、TEM和DTA等 ,对溶胶—凝胶法制备La1-xSrxCoyFe1-yO3 -δ混合型导体透氧膜粉料的工艺和性能进行了较详细的研究。实验结果表明 :溶胶的pH =6 - 8,脱水温度在 80℃左右 ,干凝胶在95 0 - 10 0 0℃下保温 2小时焙烧 ,可获得透氧性能较高的La1-xSrxCoyFe1-yO3 -δ粉料。     

SrFe0.6Cu0.3Ti0.1O3-δ透氧膜反应器中甲烷部分氧化反应工艺及膜稳定性考察

采用SrFe_0.6Cu_0.3Ti_0.1O_3-δ混合导体透氧膜组装成膜催化反应器,进行甲烷部分氧化制合成气反应,考察了反应温度、空速、催化剂粒径等条件的影响,并分析了反应气氛引起的透氧膜结构变化情况。结果表明,在膜反应器内,催化反应与透氧过程存在相互制约和相互促进的关系。在膜反应器内进行甲烷部分氧化反应后,透氧膜的两侧表面均发生蚀刻现象,结晶度显著降低,反应侧蚀刻现象较为严重,膜表面形成了疏松的多孔层,反应气氛使膜表面晶体结构发生了较大改变,Sr容易从钙钛矿结构中析出并与CO₂结合形成SrCO₃,Sr的析出导致组成不平衡,促进了钙钛矿结构分解及其他物相的产生。     

SrFe_(0.6)Cu_(0.3)Ti_(0.1)O_(3-δ)透氧膜反应器中甲烷部分氧化反应工艺及膜稳定性考察

采用SrFe0.6Cu0.3Ti0.1O3?δ混合导体透氧膜组装成膜催化反应器,进行甲烷部分氧化制合成气反应,考察了反应温度、空速、催化剂粒径等条件的影响,并分析了反应气氛引起的透氧膜结构变化情况。结果表明,在膜反应器内,催化反应与透氧过程存在相互制约和相互促进的关系。在膜反应器内进行甲烷部分氧化反应后,透氧膜的两侧表面均发生蚀刻现象,结晶度显著降低,反应侧蚀刻现象较为严重,膜表面形成了疏松的多孔层,反应气氛使膜表面晶体结构发生了较大改变,Sr容易从钙钛矿结构中析出并与CO2结合形成SrCO3,Sr的析出导致组成不平衡,促进了钙钛矿结构分解及其他物相的产生。