PDMS/PS复合膜的渗透蒸发性能的研究

制备了高性能的PDMS/PS复合膜,可将水溶液中苯的浓度由0.2～0.8×10-3kg·kg-1浓缩至70%～96%(质量分数),膜的渗透通量为0.10～0.4 kg·m-2·h-1,分离因子可达到20 000;通过渗透蒸发实验,考察了料液浓度、料液流速、料液温度和膜下游压力等操作条件对PDMS/PS复合膜渗透蒸发性能的影响;考察了活性层厚度和基膜结构分别对活性层传质阻力、基膜传质阻力的影响.并确定总传质阻力与活性层厚度的关系式和基膜传质阻力的经验公式.在此基础上得到了渗透蒸发的传质模型,计算结果与实验结果符合良好.     

硅橡胶复合膜用于渗透蒸发的膜传质动力学(Ⅰ)膜面上的对流传质

利用自制的硅橡胶平板复合膜对低浓度乙醇水溶液进行渗透蒸发分离乙醇实验 ,研究了过程的传质动力学。基于液 -膜的串联传质阻力模型 ,通过实验测定了膜的总传质系数 ,采用对比差值方法将总传质系数拆分为膜面上的液膜传质系数和膜内的扩散传质系数两部分 ,分析了液相边界层阻力和膜扩散阻力对总传质系数的影响。特别针对膜面上液体流动状况对膜传质的影响进行了探讨 ,得出了液膜传质系数与Reynolds数及温度的关联式。     

硅橡胶复合膜用于渗透蒸发的膜传质动力学(Ⅱ)膜内的扩散传质

The pervaporation of organics from dilute aqueous solution through a novel plate composite silicone rubber membrane was investigated. The measured and derived data indicated that the composite membrane possessed very high permeation flux and stable selectivity for dilute organic aqueous solution. Based upon the well- known resistance-in- series model, diffusive mass transfer behavior in membrane was investigated by calculation from the measured data with different skin layer thickness of membranes. The experimental results showed that the diffusive mass transfer coefficient conformed to Arrhenius correlation with temperature and was independent of the flow status. The diffusivities of the given alcohols in membrane had an order of magnitude 10 m-10·s-1 at a wider range of temperature, which is similar to those reported in literatures.     

硅橡胶复合膜用于含酚水溶液渗透萃取传质过程

以苯酚为模型污染物,以氢氧化钠溶液为萃取液,利用平板复合膜［聚二甲基硅氧烷（PDMS）/聚偏氟乙烯（PVDF）］构造渗透萃取体系,系统地研究了该体系渗透萃取含酚水溶液的传质过程与特性。探讨了料液与萃取液的浓度及流量、运行温度等操作条件及活性层厚度对渗透萃取传质性能的影响。结果表明,pH>13时,总传质系数K_ov不随萃取液流量及浓度变化而变化;苯酚的液膜传质系数kf与膜面流动Reynolds数Re^0.46呈正比,传质通量与温度符合Arrhenius方程。在苯酚初始浓度5.0～15.0 g•L^-1范围内,K_ov为定值。活性皮层厚度为4、6、8 μm的膜扩散传质系数分别为15.0×10^-7、9.9×10^-7及7.5×10^-7m•s^-1（323.2 K）,较均质膜提高了2～4倍。苯酚在复合膜中的传质仍属膜阻控制的传质。     

硅橡胶复合膜用于新型白酒风味成分渗透汽化分离

用自制硅橡胶PDMS平板复合膜,分别在30、35、40℃和1325Pa膜下侧压力的条件下,渗透蒸发分离50°新型白酒中的风味物质。实验结果表明,PDMS复合膜对新型白酒风味物质具有良好的选择分离性能:5种酯类(乳酸乙酯除外)和乙缩醛的分离脱除率达100%,对高级醇也有良好的分离表现,乙醛的脱除率也超过87%。将分离后的酒液进行重组,得到较原酒品质更高的新酒,其感官评价大大好于原酒。膜在高浓度乙醇中能保持良好的稳定性,30、35和40℃时,对新型白酒的平均总渗透通量分别可达2297g/(m2·h)、2753g/(m2·h)和3539g/(m2·h),平均分离因子(均按乙醇-水体系计算)分别为5 22、5 22和5 32。     

甲醇/正己烷的渗透汽化分离的研究 Ⅱ.渗透汽化复合膜传质阻力模型

本文对复合膜各部分－表皮分离层、多孔底膜致密区、多孔底膜孔区的传质阻力进行了探讨，推导了表征分离层及底膜致密区阻力与进料浓度、膜厚度之间的半经验方程，较好地揭示了以粘性流为主的气体混合物在底膜孔区内的传质规律及影响因素，并在此基础上建立了复合膜类电阻传质阻力模型。理论预测所得的结果与实验规律基本一致。     

硅橡胶复合膜处理含酚废水

采用了一种新的硅橡胶复合中空纤维膜处理苯酚废水。实验中复合膜硅橡胶厚度小于10μm,较前人使用硅橡胶管处理废水时苯酚的透过速率大大加快。处理高浓度（8.977 g/L）和低浓度（0.939 g/L）的苯酚废水时,去除效果分别能达到99.9%和96.9%。通过相应的模型计算,低浓度苯酚传质系数能达到3.92×10－7m/s,比硅橡胶管处理苯酚废水传质系数（1.29×10－7m/s）有很大的提高。实验发现碱液的浓度对苯酚传质系数没有太大的影响,与作者的传质模型比较吻合。也研究了含氯化钠的苯酚的传质,发现氯化钠的存在大大增加了苯酚的传质系数。     

甲醇／正己烷的渗透汽化分离的研究：Ⅱ.参透汽化复合膜传质阻力模型

本文对复合膜各部分－表皮分离层，多孔底膜致密区，多孔底膜孔区的传质力进行了探讨，推导了表征分离层及底膜致密区阻力与进料浓度，膜厚度之间的半径经验方程，较好地揭示了以粘性流为主的气体混合物在底膜孔区内的传质规律及影响因素。     

渗透蒸发用有机-无机复合膜的研究进展

综述了用于渗透蒸发的有机-无机复合膜的最新研究进展,对各类复合膜的制备及其应用进行了详细的介绍。     

渗透蒸发复合膜的选材与制备

与对称膜、非对称膜相比,渗透蒸发复合膜有扩散阻力小、渗透通量高、机械强度好等优点,同时在选材和制备方面也有其自身的特点。活性层材料主要依据Flory huggins相互作用参数理论或溶解度参数理论进行粗略选择,再通过一些实验手段做进一步筛选。支撑层材料多为无机或有机多孔材料,选择的主要依据是材料的物理化学性质、机械性质及结构。另外,活性层与支撑层之间的黏合与孔渗也是必须考虑的问题。介绍了相关的黏合理论,列举了常用的防止孔渗发生的措施。最后结合近年来渗透蒸发复合膜的研究实例详细介绍了复合膜的常用制备方法,如界面聚合法、浸涂法、等离子聚合法和自组装法等。     

环丙胺改性正渗透膜的制备及耐氯性能研究

采用界面聚合的方法,将环丙胺接枝到复合膜表面制备出高耐氯性能的聚酰胺正渗透膜。采用扫描电子显微镜(SEM),原子力显微镜(AFM),傅里叶红外光谱(FTIR)对复合膜进行表征。并以去离子水为进料液,2.0 mol/L的氯化钠溶液为汲取液,对膜进行正渗透实验。研究发现,相比于原始膜,当环丙胺的添加量为1.0wt%和1.5wt%时,膜的表面开始变得更加光滑,其Ra由48.7 nm降至41.4 nm和34.8 nm。同时表现出了很好的分离性能和耐氯性能,改性后膜的盐截留率从99.0%分别增加到99.3%和99.7%;在pH为9的条件下,经过20 000 mg/(L·h)的氯化后,2种改性膜的盐截留率要比未改性膜高出15.1%和19.7%;即使在pH为4的酸性条件下,经过20 000 mg/(L·h)的氯化后,2种改性膜的盐截留率依然比未改性膜高出15.9%和24.4%。     

无泡供氧硅橡胶膜生物反应器处理生活污水新工艺及动力学研究

对无泡供氧式平板硅橡胶膜生物反应器进行了研究。测定了氧的泡点压力,分别讨论了水力负荷和氧压对CODcr、BOD5和NH3-N等污染物去除率和出口浓度的影响。实验结果表明,在适宜的水力负荷6.12m3/(m2.d)和进水污染物浓度CODcr220mg/L、BOD5140mg/L和NH3-N45mg/L的实验条件下,CODcr、BOD5和NH3-N的去除率分别为91.5%、93.3%和92.1%,出口浓度分别为18.6mg/L、9.33mg/L和3.56 mg/L,均低于《生活杂用水水质标准》(CJ/T48-1999)中规定的出水指标。建立了CODcr和BOD5降解动力学模型,在CODcr和BOD5进水浓度分别低于685.7mg/L和421mg/L的范围内,模型计算值与实验值基本吻合,可用来预测CODcr和BOD5出水指标。     

新型硅橡胶膜生物反应器用于有机废水处理的膜传质动力学

用中空纤维型硅橡胶管构造了管束式和卷绕式两种膜器,将它们结合进一个生物反应器系统,用于对废水中的挥发性有机化合物（VOC）进行生物降解处理。本文以甲苯为对象,研究了VOC在这种系统中穿过膜的传质问题。基于液-膜-液的串联阻力概念和质量平衡,构造了一个关于膜总传质系数的简单指数模型,用于传质实验的分析。将甲苯溶于水中模拟有机废水,配制适合于甲苯降解细菌生长的培养液,进行了甲苯从废水穿过膜到培养液中的传质实验,并将细菌移植进培养液进行了生物降解条件下的传质实验。对培养液中细菌存在和不存在两种情况下的甲苯传质实验进行了分析。结果表明,总传质系数的指数模型基本上与实验条件符合,所得到的甲苯的总膜传质系数具有10-6m·s-1数量级,卷绕膜器的总传质系数较管束型的稍高,生物反应条件下的总传质系数又较细菌不存在时的稍高。     

乳状液膜分离Zn^2＋的界面传质阻力及传质模型

用Ｌｗｅｉｓ恒界面传质池对乳状液膜分离Ｚｎ＾２＋的传质阻力进行实验研究，结果表明由于表面活性剂单分子层的形成，使界面传质阻力占整个传质阻力的８５％。在此基础上所建立的既考虑界面传质阻力又考虑膜破碎的液膜传质模型能使用理论计算值与实验测定值符合较好。     

孔隙率对膜吸收过程影响的实验研究

采用纯CO2-去离子水和0.1 mol·L-1NaOH溶液为实验体系,选用8种具有不同微观结构的板式膜,研究了膜厚度、孔隙率,微孔形态等对膜吸收过程中传质性能的影响.结果表明,不同的微孔形态(拉伸孔、柱状孔)以及所用膜的厚度对膜吸收过程传质性能的影响较小,在吸收速率较快时孔隙率会影响膜吸收过程的传质性能.同时,还对溶质在液相侧表面的传质行为进行了探讨,结果表明膜孔隙率对膜吸收过程的传质性能的影响与流动状态、反应体系、微孔间距等多因素有关.     

丁腈再生橡胶在光面轮胎胎面胶中的应用简

研究丁腈再生橡胶在光面轮胎胎面胶中的应用。结果表明:在光面轮胎胎面胶中加入丁腈再生橡胶,胶料的硫化速度变化不大,拉伸性能和耐磨性能略有下降,耐液体(油)介质性能明显提高;试验轮胎粘石子问题解决,使用性能优于生产轮胎,生产成本降低。     

用于冲压发动机补燃室热防护的硅橡胶绝热层研究

通过分析影响冲压发动机补燃室热防护层性能的因素,研究了粉状填料和纤维填料对硅橡胶绝热层耐烧蚀性能的影响和填料的组合作用;研究了硅橡胶绝热层与发动机壳体的粘接性能,将几种偶联剂对绝热层与壳体粘接性能的影响进行了对比.结果表明,通过有机填料与无机填料以及纤维的共同作用,可以显著提高硅橡胶绝热层的耐烧蚀性能,降低其烧蚀率;WD-60偶联剂可显著提高硅橡胶与钢的粘接强度.初步探索出适合于冲压发动机补燃室热防护所用的硅橡胶绝热层配方.     

随机填充中空纤维膜组件中非稳态渗透传质数学模型

Based on the membrane-based absorption experiment of CO2 into water, shell-side flow distribution and mass transfer in a randomly packed hollow fiber module have been analyzed using subchannel model and unsteady penetration mass transfer theory. The cross section of module is subdivided into many small cells which contains only one hollow-fiber. The cross sectional area distribution of these cells is presented by the normal probability density distribution function. It has been obtained that there was a most serious non-ideal flow in shell side at moderate mean packing density, and the large amount of fluid flowed and transferred mass through a small number of large voids. Thus mass transfer process is dominated by the fluid through the larger void area. The mass transfer process in each cell is described by the unsteady penetration theory. The overall mass transfer coefficient equals to the probability addition of the mean mass transfer coefficient in each cell. The comparisons of the values calculated by the model established with the empirical correlations and the experimental data of this work have been done.The predicted overall mass transfer coefficients are in good agreement with experimental data.     

Parameters of the Mass-Transfer Through the Reverse Osmosis Polysulphonamid Membrane of the Binary Aquatic Solutions of Salts

Abstract

Experimental data of mass transfer through the reverse osmosis polysulfonmide membrane of binary aqueous solutions of salts are compared with the predictions of phenomenological equations of mass transfer.     

聚四氟乙烯膜气体吸收数学模型和孔隙率的影响

膜吸收是将膜分离与传统的吸收技术相结合的一种新型分离技术。在这些过程中经常使用多孔膜,多孔膜对过程的传质性能有一定的影响。对不同孔隙率的微孔聚四氟乙烯(PTFE)疏水性平板膜的膜气体吸收过程中液相传质性能进行了实验研究。当采用去离子水-CO2吸收体系时,多孔膜的孔隙率对液相传质性能没有影响;当采用NaOH水溶液-CO2吸收体系时,多孔膜的孔隙率对液相传质性能有明显的影响。在相同流速下,孔隙率大的膜液相传质系数高于孔隙率小的膜。以双膜理论为指导,建立了多孔膜气体吸收过程中液相传质模型。用该模型描述多孔膜孔隙率对液相传质系数的影响,其结果与实验数据具有良好的一致性。