管式致密透氧膜用于甲烷部分氧化制合成气的研究

采用钙钛矿型管式致密透氧膜反应器，在Ｎｉ／Ａｌ２Ｏ３催化剂上进行了甲烷部分氧化制合成气的实验研究，考察了进料气中甲烷的摩尔分数和反应温度对反应结果的影响，并对膜在反应条件下的稳定性作了分析。     

甲烷无机膜催化水蒸汽重整制氢的数学模拟

无机膜反应器不受化学热力学平衡转化率的限制，将其应用于甲烷水蒸汽重整法制氢，可以放宽反应条件，提高转化率。主要针对在无机膜反应器上进行的甲烷－水蒸汽的重整反应进行了理论分析，并就反应参数的变化可能对反应产生的影响进行了数学模拟，考察了Damkohler准数、水碳比、吹扫比和分离因子对甲烷转化率的影响，并对甲烷水蒸汽无机膜反应器的优化操作提出了改进建议。     

甲烷制备高纯度氢气的实验研究

对甲烷制备可供质子交换膜燃料电池(PEMFC)用的高纯度氢气进行了实验研究，得出了不同蒸汽／碳比值时甲烷的转化率、不同过量空气系数对制备气体成分的影响、不同压差时氢气在选择性膜中的渗透率以及不同系统压力对氢气反应焓的影响规律．研究结果表明，在蒸汽与甲烷中的碳比例一定时，蒸汽重整反应器内的反应速率和它出口处CO的浓度，随甲烷的流量的增加而提高．提高甲烷蒸汽重整系统的工作温度和压力，可以提高甲烷的转化率，在S／C比值不变的情况下，仅提高温度可提高甲烷的转化率约10％；而将工作压力由0．1MPa提高到0．6MPa，甲烷的转化率提高约21％．甲烷的理论转化率为84．6％，本文实验研究中的最大实际转化率为78．03％，实验研究系统的系统完善度为92．23％，说明该系统还有待完善之处，还可以进一步提高甲烷的转化率．增大PEMFC中选择性膜两侧的压差或提高氢气的纯度，均利于提高氢气混合物的渗透率．该研究为制备符合PEMFC使用条件的氢气提供了可靠依据，同时为综合利用煤层气提供了新的途径。     

膜生物反应器技术探讨

膜生物反应器(MBR)是通过膜强化生化反应的污水处理新技术,具有污染物去除效果好,污泥产率低的优点.分析了影响MBR处理效果的相关因素,提出新型复合生物动态膜(HDMBR)生物反应器.同时论述了其所具有的特点,说明了HDMBR运用于回用水处理是一种高效、低耗、资源化的工艺技术.     

炭载体MBR处理低碳、氮比生活污水效能研究

为使膜生物反应器工艺在取得高质量出水的同时能更有效地延缓膜污染,从而延长膜的工作周期和使用寿命,向生物反应器中一次性投加了1500 mg/L的粉末活性炭(PAC),同时该膜生物反应器采用恒温(30℃)、恒定膜通量(7 L/(m~2·h))和间歇抽吸(开10min,停3min)的方式连续运行120 d．结果表明,PAC的加入使活性污泥中的一部分微生物以PAC作为载体形成生物膜,从而在膜生物反应器中形成了以生物膜和活性污泥2种形式构成的新的生态系统,大大提高了膜生物反应器的污水处理效果．由于PAC的加入,改善了膜表面滤饼层的水力特性,从而减小了膜过滤阻力,有效延缓了膜污染．     

无机膜和无机膜反应器

简要介绍了无机膜的用途、特点、传质机理和制备方法，对无机膜反应器的应用类型，以及无机膜反应器应用面临的挑战进行了综述。将无机膜按致密膜和多孔膜进行划分，并分别加以介绍。按催化剂与无机膜的结合方式介绍了四种类型的无机膜反应器以及它们目前主要的六种应用场合，即严格计量的快速反应，提高多相反应速率，反应耦合，均相催化反应，部分氧化反应，脱氢反应。     

膜反应器影响因素研究

硅树脂裂解膜由于它能耐较高温度,具有较好的选择透过性,因而它在膜反应器方面具有广阔的应用前景.本文讨论了膜的渗透系数,分离因子,以及某些操作条件对在这种膜反应器中所进行的环乙烷脱氢反应的转化率的影响.     

悬浮填料延缓DMBR膜污染的研究

采用两组平行动态膜生物反应器(DMBR)处理模拟生活污水,对比研究投加悬浮填料对DMBR中污泥混合液特性、胞外聚合物(EPS)及膜污染的影响。投加和未投加悬浮填料的反应器分别记为反应器A、B。实验结果表明:运行期间,反应器A混合液中污泥浓度、Zeta电位降低与粘度增加程度、膜通量衰减及膜阻力增大速度均小于反应器B,且Zeta电位与蛋白质含量呈强负向相关、而粘度与多糖含量呈强正向相关。由反应器A、B膜基材的扫描电镜可直观地看出,未投加悬浮填料的膜表面沉积大量的污染物,致使膜孔堵塞;而投加悬浮填料的膜表面污染物较少,抗污染性能明显有所改善。在DMBR中投加悬浮填料有利于延缓膜污染。     

胞外聚合物对一体式膜生物反应器过滤特性的影响

考察一体式膜生物反应器(SMBR)运行中胞外聚合物(EPS)含量与膜过滤特性的关系,实验结果表明:EPS在反应器和膜表面均积累,引起混合液粘度和过滤阻力的增加;膜表面吸附的EPS质量随着悬浮EPS浓度变化而变化;周期性排放污泥可减少反应器内悬浮EPS浓度和膜表面EPS含量,从而降低膜的过滤阻力;膜生物反应器中悬浮EPS浓度与过滤阻力之间的相关性方程为:R=7×10~5×P~(3.3385)_v;单位膜面积吸附EPS质量与过滤阻力之间的相关性方程为:R=3.1525×10~(13)×P_u-2.201×10~(12)。     

分子筛硅膜反应器

研究了分子筛硅膜反应器的制备、结构、以及在环已烷脱氢方面的应用。实验表明，环已烷脱氢反应转化率与进料时空有关，当进料时空为１５ｓ左右，膜反应器的环已烷脱氢转化率比普通反应器的平衡转化率约高１０％。     

Study on Production of Hydrogen from Methane for Proton Exchange Membrane Fuel Cell

The hydrogen production from methane for proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) was studied experimentally. The conversion rate of methane under different steam-carbon ratios, the effect of the different excess air ratios on the constituents of the gas produced, the permeability of hydrogen under different pressure differences, and the effect of different system pressure on the reaction enthalpy of hydrogen were obtained. The results lay the basis for the production of hydrogen applicable to PEMFC, moreover, provide a new way for the comprehensive utilization of the coal bed methane.     

分子筛复合膜的研究进展与评述

论述了沸石分子筛膜的各种合成方法及其催化性能,同时还深入探讨了国内外沸石分子筛膜的研究现状,介绍了目前我国膜科研工作者的最新研究成果。分别就各种沸石分子筛膜的选择性、稳定性及耐高温等性能进行了评述,并给出了相应的合成分子筛膜的条件、数据和表征结果。重点对Silicalite-1(硅沸石—Ⅰ)、ZSM-5、MCM-48等沸石分子筛膜及用金属改性的HZSM-5沸石分子筛膜的开发研究工作进行了全面系统的评价,论述了上述沸石分子筛膜催化剂的催化作用,给出了反应条件、甲烷及芳烃收率和选择性。针对目前国内的沸石分子筛膜催化剂研究现状指出未来的发展方向。     

POM/CaCO_3及POM/COPA/CaCO_3纳米复合材料的性能

采用物理共混法制备了聚甲醛/纳米碳酸钙(POM/ CaCO3)及聚甲醛/纳米碳酸钙/共聚酰胺共聚物(POM /CaCO3/COPA)复合体系,并对其进行研究,探讨了CaCO3的用量及COPA的加入对共混体系性能的影响,考察了复合材料的热性能,并用扫描电镜观察了复合材料的形貌.结果表明,当nano-CaCO3质量分数为2%时,POM/nano-CaCO3体系的缺口冲击强度出现最大值,比纯POM提高了约50%;同时,nano-CaCO3的加入还在不同程度上提高了POM的热稳定性.COPA的加入没有起到预期的效果,反而使体系的力学性能下降.     

混合氧离子导体膜材料的应用及研究进展

介绍了混合氧离子导体材料同时具备电子和氧离子导电能力,在一些应用领域极具研究价值;这类材料构建的致密陶瓷膜可以在中高温的氧梯度条件下,实现氧气的选择性分离,应用于陶瓷膜分离器从空气中直接获得氧气,和膜反应器中使甲烷部分氧化获得合成气,以及用作氧化物燃料电池的阴极和阳极材料;这类材料的氧分离性能、机械和化学稳定性的研究进展将为今后走上实际运用奠定基础.     

膜催化技术的现状与展望

介绍了膜催化技术。分析了膜材料的分类、膜催化反应和膜反应器的机理、膜反应器的性能及目前应用现状 ,提出了所面临的问题以及对膜催化技术前景的展望。     

改性PDMS膜的制备与渗透蒸发分离性能研究

从增强疏水性和亲苯性的角度制备了两种PDMS的改性膜:甲基嵌段PDMS膜及PMPhS膜。红外光谱(FTIR)分析表明,甲基嵌段PDMS膜与PDMS膜化学结构相同,而PMPhS中含有苯基。接触角测量结果表明,改性膜的亲苯性和疏水性均增强。采用扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)观察了膜的表面形态结构,确认其改性膜的渗透蒸发分离性能优于未改性膜。PMPhS(JHG-GT-1)膜的通量和分离因子分别达到293g/(m~2·h)和4220,高于文献值。     

多孔膜的污染及其控制方法

针对膜污染这一制约膜工业化应用的重要因素，从膜材料特性和分离液构成对膜污染的影响、膜污染机理及模型、膜污染的防治策略等几个方面，介绍了近几年来国内外学者对超滤、微滤膜污染问题的一些研究结果；并对减少或防止膜污染的方法进行归纳，具体评价了原料液预处理、膜表面改性、操作条件优化及化学清洗对减轻多孔膜污染的效果．     

膜生物反应器的研究现状

水资源危机是制约我国经济发展的重要因素之一.膜分离技术是近几十年发展起来的新型高效分离技术,具有设备简单、操作方便、分离效率高和节能等特点,已经在许多领域得到应用.目前膜分离技术虽然已成功地应用至废水处理系统,但是膜污染限制了其进一步的推广和应用.因此有效控制膜污染已成为影响该技术运用的首要因素.