分子动力学研究气体膜分离过程的模型构建

利用分子模拟手段，研究了氮气／丙酮混合气体透过二氧化硅陶瓷膜的渗透过程。主要探讨了计算模块的选取，参数的确定及计算模型的建立，为分子模拟手段在气体膜分离领域的应用提供基础。模拟过程显示；氮气和丙酮开始先向膜表面扩散，然后丙酮在膜孔内发生单层和多层吸附，出现毛细管冷凝现象，最终膜孔被丙酮“占据”。模拟结果所示的气体扩散过程与文献报道的实验结果基本一致。     

膜生物反应器处理啤酒废水的过程

在膜生物反应器（MBR）的使用过程中,水力停留时间（HRT）、溶解氧（DO）、污泥负荷等操作条件和膜污染程度直接关系到MBR的性能和使用寿命,对过程是否能够工业化起到关键的作用。针对浸没式中空纤维膜生物反应器处理啤酒废水的过程,考察了HRT、DO和污泥负荷等对处理效果的影响。根据实验结果,从达标排放和节省能耗角度考虑,确定HRT8 h,DO 3 mg/L,污泥负荷0.3-0.4 kg/（kg·d）为适宜条件。实验运行过程中,定期对膜进行反冲洗和化学清洗,通过采用先反冲洗,再酸洗,然后碱洗,最后NaClO溶液清洗的方法对膜进行清洗,效果明显,清洗后膜的纯水通量恢复到新膜的75%以上,满足继续使用的条件。     

SiO_(2)-ZrO_(2)溶胶修饰晶种法制备丝光沸石膜及性能EI北大核心CSCD

通过在晶种液中引入多羟基的SiO_(2)-ZrO_(2)纳米溶胶,提高在大孔a-Al_(2)O_(3)载体上晶种层的连续性,从而制备出高性能的丝光沸石膜。研究了晶种中SiO_(2)-ZrO_(2)溶胶的添加量对晶种层及沸石膜的影响。结果表明:在晶种中添加SiO_(2)-ZrO_(2)溶胶制备的丝光沸石膜与未添加的相比,均表现了较高分离性能。随着含量的增加,通量和分离因子稍有下降。当晶种中添加0.5%(质量分数)的SiO_(2)-ZrO_(2)溶胶时,75℃渗透汽化分离90%(质量分数)的乙酸/水溶液,渗透通量和分离因子可分别达到0.94 kg/(m^(2)·h)和5285。通过电势测定发现SiO_(2)-ZrO_(2)溶胶还增加了晶种在溶液中的分散性。利用该方法制备的丝光沸石膜具有较好的重复性,平均通量为0.93 kg/(m^(2)·h),渗透侧水含量均在99.8%(质量分数)以上,且在100 h的渗透汽化测试中性能保持稳定。     

溶液环境对陶瓷膜微滤微米级颗粒悬浮液的影响

本文研究了溶液环境对陶瓷微滤膜处理微米,亚微米级颗粒悬浮液过程的影响,通过测定电解质溶液种类,浓度对微滤过程渗透通量的影响,及溶液环境对微滤过程影响随颗粒粒径,膜孔径的变化,确定了溶液环境对微滤过程的影响主要是由于其引起了颗粒表面Ｚｅｔａ电位的变化,改变了颗粒在溶液中的分散情况,并引起了决定膜通量的颗粒粒径／膜孔径比值的变化,从而改变了微滤过程。     

陶瓷膜过滤微米级颗粒悬浮液操作条件的影响

测定不同操作条件下陶瓷膜过滤微米级颗粒悬浮液的渗透能量数据,并与决定膜污染柚是的ｄｐ／ｄｍ的结合进行分析,确定了操作条件对微炫有颗粒悬浮液微滤过程的影响,获得了陶瓷膜微滤微米级颗粒悬浮液过程中操作条件方法。为促进陶瓷膜在涉及微米级颗粒悬浮液分离领域中的应用尊定基础。     

PA/PEG交联共聚反渗透膜的制备及耐污染性能

以聚丙烯腈（PAN）超滤膜为基底,在均苯三甲酰氯（TMC）和间苯二胺（MPD）界面聚合反应过程中引入聚乙二醇（PEG）,制备聚酰胺（PA）/PEG反渗透复合膜。利用傅里叶红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）、场发射扫描电镜（FE-SEM）和原子力显微镜（AFM）等对膜的结构和物化性质进行了表征。考察了PEG分子量、PEG加入量、热处理温度及时间对膜反渗透性能的影响,并系统考察了膜对十二烷基硫酸钠（SDS）、十二烷基三甲基溴化铵（DTAB）以及牛血清蛋白（BSA）三种不同荷电性典型污染物的耐受性能。实验结果表明,相比于未改性的PA反渗透膜,PEG交联共聚反渗透膜的盐截留率和通量恢复率均有所提高。其中PA/PEG1000-0.1膜渗透通量为3.96kg/(m²?h),NaCl表观截留率为97.5%,并且对于SDS、DTAB和BSA都表现出较高的耐污染性,其中,SDS污染清洗后膜的通量恢复率可达89.4%。     

磺化聚苯醚-磷酸锆质子交换复合膜的制备与性能研究

采用溶胶-凝胶法将磺化聚苯醚(SPPO)与磷酸锆(ZrP)复合得到质子交换膜,重点考察了ZrP含量对复合膜含水率、溶胀度和质子电导率的影响,采用红外光谱和交流阻抗法表征SPPO-ZrP复合膜的微观结构和质子电导率。结果表明,SPPO-ZrP复合膜含水率和溶胀度都随着ZrP质量分数增加而逐渐减小,当ZrP质量分数为20%时,膜的含水率和溶胀度分别达到18%和2.1%。通过交流阻抗法对质子传导性能的表征结果显示,随ZrP质量分数增加复合膜质子电导率逐渐增大,ZrP质量分数20%的SPPO-ZrP复合膜质子电导率在室温下达到1.6×10-2S/cm。     

磺化聚苯并咪唑/膦酸改性氧化石墨烯质子交换复合膜的制备及性能

通过胺基膦酸化法改性氧化石墨烯（GO）合成接枝有膦酸基团和磺酸基团的膦酸改性氧化石墨烯（MGO），热重分析表明MGO具有良好的热稳定性。通过原位聚合法将MGO掺杂到磺化聚苯并咪唑（SPBI）中，成功制备了SPBI/MGO质子交换复合膜。SEM表明膜表面致密，MGO的加入使断面出现片状结构。SPBI/MGO-1%复合膜的酸掺杂率最高达到248.8%，MGO的掺杂提高了复合膜的热稳定性。复合膜的干膜拉伸强度相对于Nafion117膜（26.65MPa）提高了36%，SPBI/MGO-1%的湿膜的拉伸强度达到69.46MPa，相较于SPBI膜提高了41.2%，复合膜具有较高的力学性能。SPBI/MGO复合膜的质子电导率随着MGO含量增加而逐渐增加，SPBI/MGO-1%复合膜在10%RH和160℃条件下质子电导率达到0.193S/cm，在高温低湿的质子交换膜燃料电池中有较高的应用前景。     

油气/水蒸气在TMCS改性MIL-101(Cr)上的吸附性能研究

采用三甲基氯硅烷(TMCS)对MIL-101(Cr)进行表面改性处理以改变材料的疏水亲油性能,经XRD、FT-IR、N2吸附和脱附、表面羟基滴定等表征证明TMCS分子通过与MIL-101(Cr)表面羟基缩合进入骨架。采用C5~C7正构烷烃模拟油气组份,测试了MIL-101(Cr)和TMCS-MIL-101(Cr)的油气和水蒸气的静态吸附性能,并考察了相对湿度对油气动态吸附性能的影响。结果表明,25℃下C5~C7正构烷烃以及水蒸气在TMCS-MIL-101(Cr)上静态吸附量分别为0.433、0.510、0.464和0.233 g?g?1,与MIL-101(Cr)相比TMCS-MIL-101(Cr)的C5~C7正构烷烃静态吸附量较高,水蒸气静态吸附量较低;根据穿透曲线计算,在相对湿度97%时TMCS-MIL-101(Cr)对C5~C7正构烷烃的动态吸附量为相对湿度0%时的80%以上。改性后材料的油气静态吸附性能提升明显,且水蒸气对TMCS-MIL-101(Cr)油气吸附影响较小。