非对称复合膜支撑层阻力对水蒸气渗透影响的研究

利用阻力模型,采用聚砜／硅橡胶非对称复合膜体系比较了支撑层阻力对氮殷、氢５气和水蒸气渗透性能的影响,发现支撑层阻力的存在大大了和低了水蒸气的渗透速率,某些情况下支撑层阻力占总阻力的９０％以上,同时,讨论了支撑层孔隙率、孔径、致密层厚度等膜结构参数对支撑层阻力及膜不脱湿过程的影响。     

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。     

复合膜气体渗透机理：改进的Henis‘模型

本文在Ｈｅｎｉｓ模型的基础上更深入地探讨了涂层嵌入致密层深度对复合膜气体渗透行为的影响，提出了改进的Ｈｅｎｉｓ模型。利用该模型讨论了复合膜阻力、渗透速率和选择性随涂层嵌入深度、涂层厚度和孔隙率的变化规律，并解释了一部分实验现象。该模型对于改进涂层方法，提高复合膜的渗透分离性能有一定指导意义。     

膜层厚度对CuPc/ZnS多层复合薄膜光电性能的影响

为了找到制备CuPc ZnS多层复合膜薄膜最佳光电导性能的参数 ,本文研究了CuPc ZnS多层复合膜的CuPc膜层的厚度系列、ZnS膜层的厚度系列的光电导性能和结构 ,利用表面电位衰减仪、紫外 -可见光谱仪和X射线衍射仪等设备分析了复合薄膜的光电导性能和结构及其关系 ,探讨了改变CuPc、ZnS膜层的厚度对CuPc ZnS多层复合膜薄膜的光电导性能和结构的影响     

膜层厚度对CuPc／ZnS多层复合薄膜光电性能的影响

为了找到制备CuPc/ZnS多层复合膜薄膜最佳光电导性能的参数,本文研究了CuPc/ZnS多层复合膜的CuPc膜层的厚度系列、ZnS膜层的厚度系列的光电导性能和结构,利用表面电位衰减仪、紫外－可见光谱仪和X射线衍射仪等设备分析了复合薄膜的光电导性能和结构及其关系,探讨了改变CuPc、ZnS膜层的厚度对CuPc/ZnS多层复合膜薄膜的光电导性能和结构的影响。     

CuPc／ZnS多层复合薄膜的制备及光电性能的研究

为了找到制备具有最佳光电导性能的CuPc/ZnS多层复合薄膜的工艺参数，研究了CuPc/ZnS多层复合膜的层数系列、CuPc膜层的厚度系列、ZnS膜层的厚度系列和基板温度系列的光电导性能和结构。利用表面电位衰减、紫外－可见光谱和X射线衍射分析了复合薄膜的光电导性能和结构及其关系，探讨了改变复合膜层数、CuPc膜层和ZnS膜层的厚度以及基板温度对CuPc/ZnS多层复合薄膜的光电导性能和结构的影响。     

CuPc/ZnS多层复合薄膜的制备及光电性能的研究

为了找到制备具有最佳光电导性能的CuPc/ZnS多层复合薄膜的工艺参数 ,研究了CuPc/ZnS多层复合膜的层数系列、CuPc膜层的厚度系列、ZnS膜层的厚度系列和基板温度系列的光电导性能和结构。利用表面电位衰减、紫外 可见光谱和X射线衍射分析了复合薄膜的光电导性能和结构及其关系 ,探讨了改变复合膜层数、CuPc膜层和ZnS膜层的厚度以及基板温度对CuPc/ZnS多层复合薄膜的光电导性能和结构的影响     

铝合金微弧电泳复合膜层的工艺制备

采用微弧氧化的方法先在铝合金表面制备一层致密多孔的陶瓷层,然后再通过电泳处理在铝合金表面制备出微弧电泳复合膜层.采用扫描电镜对复合膜层的表面形貌和截面线进行扫描分析,通过电化学分析和划格法测结合力试验对微弧电泳膜层性能进行了检测分析,并进一步探讨了不同的微弧氧化参数对后续电泳成膜的影响.结果表明,微弧电泳复合膜层的耐碱性及与基体间结合力均优于传统电泳膜层,且微弧氧化膜层的厚度影响后续电泳能否成膜,氧化层的致密性影响后续电泳膜层的光洁度.     

渗透汽化复合膜的支撑层对分离性能的影响

研究了多种聚合物膜作为复合膜的多孔支撑层时的性能及其复合膜分离乙醇水给 物时的渗透汽化性能。结果表明,ＣＡ、ＰＡＮ－ＳＳ和ＰＳＡ分别为多孔支撑层的膜材料时,ＰＶＡ复俣的渗透汽化性能优良,尤其是ＰＶＡ／ＣＡ复合膜表现出特别优异的渗秀汽化分离性能。用国产涤纶布增强、聚合物浓度较高的铸膜液制备成厚度适宜的膜为支撑层,可获得理想分离性能的渗透汽化复合物。     

Q235碳钢表面纳米TiO2复合膜的耐腐蚀性能

在低碳钢表面直接制备纳米TiO2薄膜,结合力不强,膜易脱落.为此,以Ni-P化学镀层作基体和膜之间的过渡层,然后采用溶胶凝胶-提拉法在Q235碳钢表面制备了均匀致密的纳米TiO2复合膜.研究了纳米TiO2复合膜的烧结温度、膜厚度对耐腐蚀性能的影响.结果表明:提拉3次,450℃烧结1 h的纳米TiO2复合膜在3%NaCl溶液中耐蚀性能较好;在紫外光照射下膜的腐蚀电位低于Q235碳钢基体,作为非牺牲性阳极对Q235碳钢具有优异的防腐蚀性能.     

高性能Silicalite-1/PDMS复合膜的制备及应用

研制了新型纯硅沸石Silicalite-1/聚二甲基硅氧烷(PDMS)无机有机复合膜,进行了乙醇/水渗透汽化性能评价实验,采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对膜的物理及微观结构分析和表征.分别采用原位法和晶种法制备性能相异的纯硅底膜.通过调控PDMS溶液的浓度来控制涂层的厚度和性能,研究Silicalite-1层和PDMS层对复合膜性能的影响.结果表明:所制备的无机有机复合膜在渗透汽化过程中表现出良好的稳定性,在保持高渗透通量的同时,复合膜的选择性得到了相当的提高.在60℃和乙醇质量分数为5%时,复合膜的通量和分离系数分别高达2.67 kg/(m2·h)和54.9.     

反渗透复合膜内界面改性对其性能的影响研究--(Ⅰ)性能表征

用界面改性的方法研究了多孔支撑层／超薄功能层界面性质对反渗透复合膜性能的影响。采用了甲酸、磷酸、盐酸和弱极性试荆异丙醇作为聚砜底膜表面改性试剂。实验结果表明，在实验采用的不同的改性条件下，复合膜的性能都出现了大幅度的提高，改变改性试剂时，复合膜的性能变化有着相似的规律。改变改性试剂的浓度和改性时间有同样的改性效果。     

基于中间层策略构筑高性能聚酰胺复合膜的研究进展

以聚酰胺层为选择性分离层的复合膜在海水淡化和水回用中得到了广泛研究。在多孔基膜和聚酰胺层之间构建中间层是克服传统复合膜在渗透性和选择性之间权衡效应(即“Trade-off”效应)的有效策略。有机材料和各维度的纳米材料都可形成稳定的中间层，通过改变反应表面的理化性质有效调控界面聚合过程。具有中间层结构的复合膜可以在保证高选择性的前提下显著减小聚酰胺层厚度，进而提升膜的渗透性。本文讨论了常见的中间层构建方法，通过归纳各类中间层材料的研究进展，系统分析了中间层影响界面聚合过程和聚酰胺层结构的机理，最后总结了中间层策略存在的关键问题并对其研究前景进行展望。     

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.     

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。     

YSZ-Al2O3多孔复合膜的制备和表征

制备了氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)膜层与氧化铝支撑体之间组分递变的YSZ-Al2O3复合膜层.为提高分离膜层的性能,考虑了组分递变及膜层厚度的控制.结果表明,复合膜层的热膨胀系数和烧结收缩率随着YSZ组分的增加而增加;烧结收缩率是选择复合膜层组分时应该考虑的主要因素.YSZ体积分数分别为20%和80%的YSZ Al2O3双层多孔复合膜,其可几孔径分别为0.72μm和0.36μm.该复合膜既是性能优良的微滤膜,也是制备氧化锆超滤膜和纳滤膜的良好支撑体.     

MAO层厚度对MAO/DLC复合膜层力学性能与摩擦学特性的影响

借助直流脉冲微弧氧化(MAO)电源,采用恒压模式在AZ80镁合金表面制备四种不同厚度MgO陶瓷层,并以此为基,采用离子束复合磁控溅射技术沉积类金刚石碳(DLC)膜,对比研究了四种膜层体系(MAO-1min/DLC、MAO-3min/DLC、MAO-5min/DLC及MAO-10min/DLC)的表面结构特征、力学性能以及摩擦学性能差异。结果表明:随MAO层厚度增加,复合膜层表面微孔的孔径增大,表面粗糙度增加,且表层DLC膜具有颗粒特征,表现为MAO-3min/DLC及MAO-10min/DLC复合膜层具有较高的纳米硬度和弹性模量,且在磨损过程中对应的摩擦系数与磨痕宽度较小,其抗磨损性能优异;各复合膜层体系在磨损过程中摩擦系数均有波动,产生高温氧化,磨痕表面形成了Fe的转移层;MAO层可提高基体对DLC膜的支撑强度,表层DLC膜对磨损界面具有的润滑作用是复合膜层改善镁基体抗磨损性能之原因所在。     

高性能聚醚酰亚胺中空纤维气体分离膜的制备与分离性能

以新型聚醚酰亚胺为制膜材料,采用PEI/NMP/GBL/THF/EtOH铸膜液,以干-湿法纺丝工艺制备高通量与高分离性能中空纤维气体分离膜.铸膜液中加入γ-丁内酯(GBL)调节膜支撑层结构,通过改变空气间隙高度调控中空纤维膜分离层结构与分离性能.随着空气间隙高度的增加,中空纤维气体分离膜的致密皮层厚度增加,缺陷孔径降低,导致膜的渗透性降低,选择性升高.用硅橡胶涂层后,得到性能稳定的高分离性能中空纤维气体分离膜.通过改进的Henis阻力复合膜模型和气体通过非对称膜的传递机理对膜的致密层结构参数进行了分析.结果表明,空气间隙高度和干燥前的溶剂交换过程对中空纤维膜的分离性能和结构参数具有显著影响.     

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。     

支撑层弹性模量与涂层应力的关系

针对中空纤维非对称复合膜高压条件下性能下降问题，应用Ｈｅｎｉｓ阻力模型和弹性力学理论得出涂层的破坏主要与支撑层的弹性模量有关。当支撑层弹性模量在一定范围内时，可使涂层相当应力小于许用应力，从而使膜性能稳定。