担载型中空纤维混合导体氧渗透膜的制备与性能研究

采用干湿法纺丝技术制备Sr_0.7Ba_0.3Fe_0.9Mo_0.1O_3-δ(SBFM)中空纤维支撑体, 以Nb₂O₅掺杂的SrCo_0.8Fe_0.2O_3-δ (SCFNb)为膜材料, 采用旋转喷涂结合共烧结技术制备出担载型SCFNb/SBFM中空纤维氧渗透膜。借助于XRD、SEM、热膨胀分析、透氧及膜反应性能测试等手段, 分别对样品的晶相结构、膜微观结构、支撑体与膜层的烧结行为、膜的氧渗透通量及膜反应性能进行了研究。结果表明, 膜层与支撑体的晶相结构仍保持钙钛矿主体相。支撑体具有单一海绵孔/指状孔结构, 膜厚为5 μm且致密无缺陷, 膜层与支撑体结合良好。在900℃时, 氧渗透通量达到0.74 mL/(cm²·min)。850℃下甲烷部分氧化膜反应稳定操作超过200 h, 稳态下氧渗透通量为4.5 mL/(cm²·min)。研究表明, 担载型SCFNb/SBFM中空纤维氧渗透膜具有较高的氧渗透通量, 同时具有良好的膜反应稳定性。     

陶瓷中空纤维透氧膜的制备与性能

应用相转化法制备了La_0.6Sr_0.4Co_0.2Fe_0.8O_3-α(LSCF)氧离子-电子混合传导陶瓷中空纤维膜, 该陶瓷中空纤维膜具有由多孔层和致密层组成的非对称结构. 经 1300℃的4h烧结后, 可得到致密的LSCF陶瓷中空纤维膜. 烧结后, LSCF粒度变大而其钙钛矿型晶相结构没有发生变化. LSCF中空纤维膜的透氧速率大大高于一般管式膜的氧透量.     

中空纤维富氧组件的研制

主要讨论了PDMS－PS中空纤维富氧组件的制作工艺,并对膜材料,中空纤维及组件透气性能进行了研究,制做了不同透气量和氧浓度的中空纤维组件。     

中空纤维膜膜蒸馏过程研究进展

膜蒸馏技术以其极高的截留率和温和的操作条件等优势成为膜分离技术中一个重要的分支,并成功应用于海水苦咸水淡化、工业废水处理及食品加工等领域。中空纤维膜以其高的装填密度和自支撑结构极大地降低了传质阻力,从而实现膜蒸馏过程中的高通量和高选择性。近年来,随着膜蒸馏用中空纤维膜制备技术的日益扩充和成熟,限制其工业化发展的膜蒸馏过程因素如中空纤维膜组件的设计和优化、使用过程中出现的膜表面结垢及膜污染等也逐渐得到重视。文中从中空纤维膜组件优化、膜污染、组合工艺及应用等方面综述了中空纤维膜膜蒸馏过程的研究进展,并对其膜蒸馏过程中亟待深入研究的内容和其应用前景进行了展望。     

中空纤维富氧复合膜的研究

以聚砜为膜材料纺制中空纤维膜，摸索出膜液的配方，改变纺丝工艺条件，纺变纺丝工艺条件，纺出性能优异的基膜。在此基础上以１０７＾＃、１＾＃、２＾＃、３＾２等硅橡胶为涂层，制备了具有一定富氧效果和透气性能的聚砜－硅橡胶中空纤维复合膜。     

单束中空纤维膜器中膜萃取研究

本文以50%TBP—苯酚—水和50%TBP—醋酸—水为实验体系,在单束中空纤维膜器中研究了膜萃取过程的传质特性,并集中探讨了膜材料浸润性能对传质速率的影响。研究结果表明,疏水膜器适用于相平衡分配系数m>>1的体系,亲水膜器则适用于m<<1的体系。本文提出的单束中空纤维膜器的实验方法用于膜萃取研究简单易行,尤其适用于开发新的膜材料。     

微孔聚丙烯中空纤维膜

以熔融纺丝－冷却拉伸与热致相分离两种制备微孔聚丙烯中空纤维的意义、原理、过程、影响因素等进行了评述。     

中空纤维膜萃取的传质特性及其过程强化

膜萃取是膜过程和液液萃取过程相结合的一种新型分离技术．与通常的液液萃取过程不同，膜萃取传质中没有相的分散过程，具有其特殊的优势．文中详细介绍了中空纤维膜萃取的传质特性及其过程强化的研究进展．     

椭圆中空纤维膜渗透汽化的传质强化数值模拟

本文建立了一个三维中空纤维膜渗透汽化传质模型,研究了膜管截面形状对渗透汽化过程传质的影响.该模型与经典理论Leveque传质关联式具有良好的一致性,且在同样的操作条件下,该模型与椭圆中空纤维膜接触器有一致的传质强化效果.相比传统圆形截面中空纤维膜,椭圆形截面能显著降低边界层传质阻力.在膜阻力远小于边界层阻力的情况下,椭...     

聚酰亚胺中空纤维膜研究进展

论述了聚酰亚胺中空纤维膜制备的新方法,介绍了用于制备中空纤维膜的新型聚酰亚胺膜材料的开发,综述了聚酰亚胺中空纤维膜在气体分离和渗透汽化膜过程中的应用。     

中空纤维复合膜的制备及在渗透汽化过程中的应用

本文在实验的基础上,提出用“液相沉积法”,制备中空纤维复合膜对成膜机理进行了初步解释。用复合膜的电子显微镜照片和渗透汔化实验结果,证明“液相沉积法”制备复合膜的可行性。所制中空纤维复合膜用于渗透汽化实验,分离乙醇—水混合物,其分离性能符合一般规律,分离95%的乙醇水溶液时的表现活化能为71.5kJ/mol.     

中空纤维复合膜的制备及在渗透汽化过程中的应用

本文在实验的基础上,提出用“液相沉积法”,制备中空纤维复合膜对成膜机理进行了初步解释。用复合膜的电子显微镜照片和渗透汔化实验结果,证明“液相沉积法”制备复合膜的可行性。所制中空纤维复合膜用于渗透汽化实验,分离乙醇—水混合物,其分离性能符合一般规律,分离95%的乙醇水溶液时的表现活化能为71.5kJ/mol。     

聚丙烯中空纤维膜在海水中的老化现象

本文对聚丙烯中空纤维膜在海水淡化中的老化现象进行了研究,采用差热扫描、傅立叶变换红外分析、扫描电镜等方法对聚丙烯中空纤维膜在海水中应用前后的结构变化进行了表征,通过多组比对浸泡实验,分析了聚丙烯中空纤维膜海水浸泡后强度降低的原因,并对如何防止聚丙烯中空纤维膜在海水中快速老化,提高其使用寿命进行了讨论。     

反应结合制备增强氧化铝中空纤维膜

介绍了采用反应结合（ＲＢＡＯ）技术和干－湿法纺丝工艺相结合制备α－Ａｌ_２Ｏ_３中空纤维陶瓷膜的方法．利用透射电镜、扫描电镜、热重分析、差热分析、Ｘ射线衍射等手段研究了膜的机械性能、微观结构,同时对反应结合过程及物相变化进行了分析．用该方法制备的中空纤维膜机械性能有显著的提高,抗压强度为９０ＭＰａ,弯曲强度４１ＭＰａ．     

聚全氟乙丙烯中空纤维膜制备及其膜蒸馏过程*

以聚全氟乙丙烯(FEP)为成膜聚合物, 采用熔融纺丝-拉伸法制备FEP中空纤维膜, 研究了后拉伸倍数对FEP中空纤维膜结构与性能的影响。结果表明, 初生FEP中空纤维膜结构较为致密, 拉伸后出现微孔结构。随着拉伸倍数的提高膜的孔隙率和氮气通量明显增大, 而液体渗透压(LEP)有所降低。将所得FEP中空纤维膜用于减压膜蒸馏(VMD)研究, 并将其与常规熔融纺丝-拉伸法聚丙烯(PP)中空纤维膜比较。结果表明, 所得FEP中空纤维膜的疏水性能、液体渗透压力和力学强度均优于PP中空纤维膜。较强的疏水性能使其稳定运行而不被液体渗透, 脱盐率稳定在99%以上。同时, FEP中空纤维膜具有较大的内径(0.74 mm), 在保证较高脱盐率前提下可采用内压式减压膜蒸馏, 且真空膜蒸馏通量随着进料温度的升高显著增高。     

废弃聚偏氟乙烯中空纤维膜再生与回用性能

研究了经膜生物反应器(MBR)系统运行6年的废弃聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜再生回用性能。讨论了运行过程中膜污染对PVDF中空纤维膜的影响;采用溶液相转化法制备了再生PVDF平板膜。研究结果表明,经运行6年后,PVDF中空纤维膜中致孔剂(如聚乙二醇(PEG)或聚乙烯吡咯烷酮(PVP))含量减少至零,断裂强度降低,断裂伸长率减小,相对分子质量降低,结晶度升高,膜孔堵塞等现象明显;与常规PVDF膜相比,再生PVDF膜的断裂强度和断裂伸长率较小,成膜过程中致孔难度增大(孔隙率较低),而再生PVDF膜的润湿性、渗透性以及截留率等与常规PVDF膜相近。     

红外空芯传能光纤的研究进展

介绍了红外空芯光纤的分类、材料与结构、传输原理和应用，并对其国内外研究现状和研究中存在的问题等进行了综述。     

双相混合导体膜氧渗透性能改善的研究进展

双相混合导体膜在高温下能够同时传导氧离子和电子, 具有稳定性好、膨胀系数低、机械强度高和成分可调等优点, 可以作为反应器应用于甲烷部分氧化制合成气(POM)。但双相混合导体膜的透氧率较低, 成为亟待解决的问题。本文从透氧机理入手详细阐述了氧渗透过程的影响因素。在此基础上综述了目前提高双相混合导体膜透氧率的措施, 包括了采用混合导体作为电子导电相、降低电子导电相形成连续渗流网络的体积比阀值和减小双相晶粒尺寸, 以及宏观上制备出不对称膜、管状膜和中空纤维膜进一步降低膜厚、增大表面积以提高透氧率。最后指出双相混合导体膜在未来需要重点解决的一些问题。