羊毛角蛋白膜的制备及其气体分离性能的研究

研究了羊毛角蛋白膜的制备及其气体分离性能.以角蛋白膜的CO2渗透速率和CO2相对于CH4的分离系数为指标,考察了制膜液中溶剂氨水的浓度、巯基乙酸和戊二醛的加入量对角蛋白膜的气体透过和分离性能的影响.     

羊毛溶液和角蛋白膜的实用制备技术与基本问题

综述了国内外羊毛角朊蛋白膜的制备和性能优化技术,从羊毛自身结构讨论了其溶解的可能性.概述了角蛋白溶液及其膜的制备与优化方法的研究与进展,指出羊毛溶解再利用的关键是无毒、无污染、高制取率、高纯度、高分子量角朊液的制备及成膜工艺,包括增塑剂、增韧剂、成孔剂的选择和优化解决方法.     

磺化自聚微孔聚酰亚胺的制备及磺化度对其气体分离性能的影响

研究了-SO₃H基团的引入和不同磺化度对微孔聚酰亚胺气体分离膜的影响.区别于后磺化法,采用一步法使磺化单体2, 4, 6-三甲基二氨基苯磺酸(TrMSA)和非磺化单体2, 4, 6-三甲基-间苯二胺(DAM)与六氟二酐(6FDA)直接缩聚得到磺化聚酰亚胺(SPI),通过控制TrMSA和DAM的比例得到磺化度分别为25%,50%,75%与100%的聚合物.使用FTIR、XRD、TGA、BET和气体渗透仪等手段研究不同磺化聚酰亚胺薄膜的化学结构、链段堆积结构、热性能、比表面和气体分离性能.结果显示,引入的-SO₃H通过增强链间相互作用力,使得聚合物比表面积减小,以及链间距逐渐降低为0.57、0.52、0.47和0.42 nm,所有气体的渗透性均随磺化度的升高而下降,然而CO₂/CH₄选择性在扩散系数的主导下则逐渐上升.当磺化度为75%时,磺化聚酰亚胺CO₂的透过率达到107 Barrer, CO₂/CH₄选择性为47.8,在压力高达2 M...     

聚醚共聚酰胺复合气体分离膜的制备与分离性能

以湿涂方式,采用浸渍涂层方法,通过溶剂蒸发制得聚醚共聚酰胺PEBA2533平板复合气体分离膜,探讨了在复合膜制备过程中,涂层液溶剂的选择、底膜、涂层浓度、涂层温度以及固化干燥时间等因素对CO2/N2体系渗透分离性能的影响.正丙醇和水的互溶性导致了大量表面缺陷的形成,使得以正丙醇为溶剂制得的复合气体分离膜对CO2/N2体系没有选择性.以正丁醇做溶剂,涂层质量分数大于5%时,形成具有致密分离层的复合气体分离膜,CO2/N2分离系数达到本征分离性能.涂层温度的升高促使复合膜表面缺陷的增加,导致CO2/N2的分离系数减小.     

SAPO-34分子筛膜的合成及CO2/CH4分离性能研究进展

具有CHA骨架结构的SAPO-34分子筛及分子筛膜因其规整的孔道结构、适度且可调控的表面酸性、优良的热和水热稳定性在气体分离领域具有广泛的应用前景.介绍了目前SAPO-34膜的合成方法、影响SAPO-34分子筛膜分离性能的主要因素,着重探讨了SAPO-34分子筛膜合成体系各参数的调控和优化策略,概述了目前SAPO-34分子筛膜在CO_2/CH_4分离领域的研究现状和需要进一步解决的问题.分析了CO_2气体分离工业化进程及存在的问题,并指出SAPO-34分子筛膜的研究发展方向.     

聚酰亚胺非对称膜的制备及其气体分离性能

以3,3′,4,4′-联苯四甲酸二酐(BPDA)和2,4,6-三甲基间苯二胺(TrMPD)为单体,采用两步法合成了一种聚酰亚胺(PI),并通过红外光谱对其结构进行了表征。以所制PI的四氯乙烷(TCE)溶液为铸膜液,甲醇为凝固浴溶剂,采用相转化法制得了一系列非对称膜(皮层厚度:3.4~5.7μm),并研究了不同制膜工艺条件对膜的形貌结构和性能的影响规律。结果表明:所制得的非对称膜具有良好的力学性能(拉伸强度28.9~40.9MPa,断裂伸长率38.9%~87.5%)和较高的二氧化碳通量[35℃,2atm,11.4~25.8GPU,1GPU=10-6cm3(STP)/(cm2·s·cmHg)]。气体透过选择性与膜的皮层缺陷控制密切相关,由5%PI溶液先在60℃下干燥35min,再在甲醇凝固浴中浸泡5min所制得的非对称膜的皮层高度致密,其气体透过选择性(PO2/PN2=4.10,PCO2/PN2=22.3,PCO2/PCH4=23.0)与均质膜一致。     

羊毛角蛋白塑料的制备和力学性能

利用羊毛制备了角蛋白塑料,考察了模压压强、模压温度以及增塑剂等对角蛋白塑料力学性能的影响。结果表明,随着模压压强的增大,塑料的最大拉伸强度升高,断裂伸长率降低。模压温度对塑料的力学性能影响不大。水和甘油都是角蛋白塑料良好的增塑剂,水含量为27%和甘油含量为20%时的增塑作用最好。     

人工角蛋白膜的成分及致密性表征

将羊毛溶解制得人工角蛋白膜,采用紫外、红外、拉曼光谱和扫描电镜表征其组分及致密性.实测结果表明,人工角蛋白膜对紫外光具有强吸收能力;角蛋白膜中大分子的构象以β-折叠链为主,与羊毛大分子的构象以α-螺旋链为主不同;膜的拉曼光谱也进一步解释和印证了羊毛角蛋白在经过溶解再固化过程后二级结构的变化;扫描电镜形态观察证明该成膜法制得的角蛋白膜为致密膜.     

还原法羊毛角蛋白的提取及对比研究

对5种还原法溶解体系提取羊毛角蛋白的溶解率及大分子的空间结构等做了比较测试和分析。其中,TCEP/亚硫酸氢钠溶解体系溶解时间合理,且溶解率和质量分数高。FTIR测试结果表明,所提取角蛋白的α-螺旋结构和β-折叠结构的含量较原毛都有所下降,而无规卷曲的含量增加明显,但变化程度不一。DSC测试结果表明,提取的角蛋白的α-结晶的熔融峰温各不相同,说明溶解改变了角蛋白大分子的结晶情况,且工艺不同,结晶情况改变程度也不同。     

Pebax/TPP共混膜的制备及CO2分离性能研究

为了获得具有高CO_2分离性能的膜材料,采用三丙酸甘油酯(TPP)为添加剂制备Pebax1657/TPP混合膜,并考察了TPP含量对Pebax/TPP共混膜的结构及气体分离性能的影响.SEM、XRD、ATR-FTIR和TGA分析表明,Pebax与TPP具有良好的相容性及热稳定性;TPP的加入同时提高了共混膜对CO_2和N_2的溶解系数和扩散系数.Pebax/TPP共混膜中CO_2和N_2的气体渗透性能随着TPP含量的增加而增加,而CO_2/N_2的选择性则随着TPP含量的增加而下降.     

炭分子筛的结构和表面性质对其吸附分离CH4/N2和CO2/N2的影响

对日本Takeda(CMS-1)、Kuraray(CMS-2)和德国BF(CMS-3)3种炭分子筛(CMS)的孔结构和表面官能团进行了表征,分析了它们对CH4/N2和CO2/N2的吸附平衡和吸附动力学分离性能,以及CMS的结构与表面性质对吸附性能的影响。结果表明,CMS-1和CMS-2可实现CH4/N2的动力学分离,还可实现N2/CO2的平衡分离;CMS-3平衡分离CH4/N2和CO2/N2的效果要优于动力学分离。孔结构是影响炭分子筛分离性能的直接因素,孔径分布的差异使CMS-1和CMS-2对CH4/N2的位阻-动力学分离效应表现得更为明显;表面含氧官能团有利于提高炭分子筛的吸附分离性能。     

CO_2/CH_4分离膜技术在沼气提纯中的应用研究进展

生物天然气(BNG)是近年来新兴的一种可再生清洁能源.制备生物天然气的核心是去除沼气中的二氧化碳.CO2/CH4分离膜技术被认为是未来沼气提纯领域最有潜力的一项技术.本文对CO2/CH4分离膜技术在沼气提纯中的应用研究和发展现状进行综述,包括CO2/CH4分离膜材料的最新发展;膜法沼气提纯工艺过程的设计;欧美膜法沼气提纯工业化装置的近况等;最后对膜法沼气提纯技术的主要困难及未来发展方向进行分析与讨论.     

脱除CO2的膜吸收过程研究

研究了用中空纤维膜组件脱除CO2的吸收过程,制备了一系列不同装填率的中空纤维膜组件．用这些膜组件进行实验,以不同浓度的单乙醇胺（MEA）溶液为吸收剂,研究了气液两相的流量和浓度、组件的装填率、吸收剂的循环使用等因素对CO2膜吸收过程的影响．实验结果表明：气、液相流量的增大和液相MEA浓度的增加都可使CO2的传质通量增大;气相CO2浓度的增加会使总传质系数减小;在组件进口气液流量和浓度相同的条件下,组件装填率（0．5％～21％）的变大有利于CO2的脱除;随着吸收液循环次数的增加,CO2的传质通量和其脱除率都会降低．     

分离CO2的促进传递膜

促进传递膜在分离机制上有别于普通分离膜，由于透过组分与膜中载体之间特异性的可逆反应使其性能优异．文章综述了国内外近年来在分离CO2促进传递膜方面的研究进展，特别介绍了本课题组在固定载体膜方面的研究结果，选择、研制固定工体膜材料所遵循的基本思路，以及对固定地体膜内传递机理所做的一些新探索．     

Adsorption kinetics and thermodynamics of CO2 and CH4 on activated carbon modified by acetic acid

In order to improve the properties of activated carbons in the separation of carbon dioxide/methane mixture, organic acid, namely acetic acid, is used to modify the commercial coconut shell activated carbons. The modified sample 15H-AC shows greater adsorption capacity than the raw material. To further explore the adsorption mechanism of carbon dioxide and methane on 15H-AC, adsorption kinetics and thermodynamics are studied and compared with that on R-AC. According to the results of adsorption kinetic study, it can be observed that the diffusion of both carbon dioxide and methane on 15H-AC is faster than that on the raw material. The findings obtained in the adsorption thermodynamics indicate that the interaction of both carbon dioxide and methane with the modified sample is stronger and the spontaneity degree is higher. The physical adsorption of carbon dioxide on 15H-AC indicates that the regeneration of the adsorbents is easy. The modified activated carbon, which possesses higher adsorption capacity, faster adsorption rate and good reproducing property, is promising in the separation of carbon dioxide / methane gas mixtures industrially.     

KH-570修饰的SiO2膜制备及CH4/CO2的分离

采用KH-570代替部分TEOS为前驱物,共水解缩聚反应制得疏水性SiO2膜,通过IR、DTG、SEM、接触角测试仪等手段对KH-570修饰后的SiO2膜进行表征,并对CH4和CO2渗透和分离进行研究。实验结果表明,修饰后(0.8KH-570)SiO2膜接触角达到94.2°,红外光谱分析表明修饰后SiO2膜疏水性增强;(0.8KH-570)SiO2膜具有完整性及在400℃水热稳定性;压差30kPa,分离因子随涂膜次数增加先增大后减小,涂膜5次达最大值2.13,超越了努森扩散理论分离因子1.66,此时分离效果好;对于涂膜5次的SiO2膜,CH4渗透通量随压差增加呈现非线性微增趋势,CH4/CO2分离因子几乎不变。     

脱除与浓缩二氧化碳的膜分离技术

综述了液膜、聚合物膜、无机膜及膜基气体吸收等膜与膜过程在ＣＯ２的脱除与浓缩中的研究进展，并讨论了这几种与膜过程在民用方面如发电厂燃料废气（ＣＯ２／Ｎ２分离）、天然气中ＣＯ２的脱除（ＣＯ２／ＣＨ４分离）及军用方面如潜艇、空间站等密封环境中ＣＯ２的脱除与浓缩（ＣＯ２／Ｏ２、ＣＯ２／Ｎ２分离）的可能应用。     

中空纤维膜接触器分离CO2/N2混合气体的研究

以氢氧化钠(NaOH)、单乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)为吸收剂,采用疏水性聚丙烯中空纤维微孔膜接触器技术进行了从CO2/N2混合气中分离CO2的研究.从机理上简要探讨了影响CO2吸收传质的因素.结果表明3种吸收剂分离CO2的效率依次为MEA＞NaOH＞DEA,CO2的分离效率随吸收剂浓度和流速的提高而增大,随混合气流速及其中CO2浓度的增大而减小;在壳流程与腔流程的对比中腔流程对CO2的吸收效率要明显好于壳流程.