限域传质分离膜

阐述了限域传质分离膜的研究背景及现状，分析了该领域面临的关键科学问题及研究思路，介绍了我国在此领域的研究进展，并提出了未来的发展方向。     

一体式流化床膜反应器合成二甲基二氯硅烷

提出将陶瓷膜与流化床反应器耦合构成一体式流化床膜反应器,用于直接法合成二甲基二氯硅烷。实验考察了催化剂浓度、脉冲反吹对反应效率和膜分离性能的影响,并对反应前后的触体及陶瓷膜进行了表征。结果表明,催化剂浓度小于4%(质量)时,二甲基二氯硅烷的选择性均可维持在85%以上,硅粉转化率随催化剂浓度的增大而增大;催化剂浓度在4%~8%时,二甲基二氯硅烷的选择性随催化剂浓度增加而略有下降,当催化剂浓度大于8%时,二甲基二氯硅烷选择性明显下降。触体失活后粒径减小,硅粉表面积碳随催化剂浓度的增加而升高。陶瓷膜表面形成内外两层滤饼,内层滤饼主要成分为铜,外层滤饼主要成分为碳;不同催化剂浓度下,陶瓷膜对粉尘的截留率均可达100%,反应过程中跨膜压差随时间变化较小,脉冲反吹可增加硅粉转化率。     

真空烧结Fe-Al多孔材料的元素挥发及其对孔结构的影响

以Fe、Al元素混合粉末为原料,采用粉末冶金法,通过偏扩散/反应合成—烧结,制备Fe-Al金属间化合物多孔材料。根据烧结前后多孔试样的质量变化,并结合XRD、SEM、EDS等测试手段,对烧结过程中多孔试样基础元素挥发行为及孔结构变化进行研究。结果表明,真空烧结元素粉末制备Fe-Al多孔材料过程中,最终烧结温度为1 000℃、保温4 h时,Fe-Al多孔试样质量损失率为0.05%,而最终烧结温度为1300℃时质量损失率达到10.53%;随着最终烧结温度升高,合金元素沿孔壁表面挥发程度增大,导致Fe-Al多孔试样的孔径、开孔隙率和透气度变大。采用MIEDEMA模型和LANGMUIR方程,对真空烧结过程中的质量损失原因进行理论分析,表明Al的挥发是导致多孔试样的质量和孔结构变化的主要原因。     

Fe-Al系金属间化合物多孔材料的制备及孔结构表征

以Fe、Al元素粉末为原料,采用分段无压反应合成工艺制备Fe-Al系金属间化合物多孔材料,并对其孔结构进行表征.通过改变Fe-Al元素的配比,研究Al含量对Fe-Al金属间化合物多孔材料透气度和最大孔径以及孔隙度的影响.结果表明,Al含量对Fe-Al金属间化合物多孔材料孔隙度的影响显著.在Al含量(质量分数)20%～45%的范围内,Fe-Al金属间化合物多孔材料的孔隙度与Al含量之间遵循严格的直线增加规律;Al含量对Fe-Al金属间化合物多孔材料最大孔径和透气度的影响与对孔隙度的影响相似.本实验条件下Fe-Al系金属间化合物多孔材料中透气度(k),开孔隙度(θ)和最大孔径(dm)之间的定量关系式为:K=0.2538dm2θ.     

粉末冶金Ti6Al4V合金的研究

采用Ti粉、AlV中间合金粉,通过模压和真空烧结制备了Ti6Al4V合金,并通过随后的锻造和热处理来改变其组织和性能.通过金相显微镜、X射线衍射(XRD)仪、扫描电镜(SEM)及力学性能检测等分析手段,系统研究了压制压力对Ti6Al4V烧结体密度的影响,以及试样状态(烧结态及烧结淬火态)、锻造温度、淬火温度及时效温度等工艺参数对粉末冶金Ti6Al4V合金组织和性能的影响.结果表明:通过模压和烧结可制备出相对密度达97.4%的Ti6Al4V合金;Ti6Al4V烧结态及烧结淬火态合金经过锻造后,相对密度接近100%;通过不同热处理工艺得到不同组织和性能,能获得等轴组织,其α晶粒尺寸在5μm左右.     

陶瓷膜在谷氨酸发酵液除菌过程中的应用

对陶瓷膜在谷氨酸发酵液除菌过程中的应用进行了实验研究。实现了除菌、洗菌、浓缩过程连续化操作 ,浓缩倍数达到 2 5倍。选择了合适孔径的陶瓷膜 ,确定了膜的操作条件和再生方式。当加水量为发酵液量的 0 1倍时 ,水洗后谷氨酸收率 >99 7%。除菌率 >99 98%。     

无机膜的发展现状与展望

无机膜的研究始于本世纪４０年代 ,其发展可分为３个阶段 :用于轴同位素分离的核工业时期 ;液体分离时期 ;以膜催化反应为核心的全面发展时期。通过这３个阶段的发展 ,无机膜分离技术已初步产业化 ,尤其是陶瓷膜 ,８０年代初期成功地在法国的奶业和饮料（葡萄酒、啤酒、苹果酒）业推广应用后 ,其技术和产业地位逐步确立 ,应用已拓展至食品工业、生物工程、环境工程、化学工业 ,石油化工、冶金工业等领域 ,成为苛刻条件下精密过滤分离的重要新技术 ,其市场销售额以３５%的年增长率发展着。在发展液体分离膜的同时 ,无机膜优异的材料性能日益…     

超临界溶液在陶瓷膜中的渗透过程分析及计算机模拟

基于孔径变化动力学方程、固体在超临界流体中溶解度模型及经典成核理论对超临界溶液在膜孔中的渗透过程（ＳｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌＳｏｌｕｔｉｏｎＩｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ———ＳＣＳＩ）进行了理论分析，并根据由此建立的模型在计算机上模拟了ＳＣＳＩ过程中陶瓷膜孔径分布及流动平均孔径的变化情况，重点考察了压差及孔道表面的物理化学性质对渗透结果的影响。     

液体排除法测定多孔陶瓷膜孔径分布

利用液体排除法实验测定了多孔陶瓷膜的孔径分布。对比了浸润－渗透体系对测定结果的影响及其测定重复性，并与气体泡压法、压尔法、气体吸附－脱附法和渗透孔度法进行了比较，实验结果表明该方法可用于测定陶瓷超滤膜和微滤膜的孔径分布。     

纳米A型和FAU型沸石的合成及生长机理的研究进展

对有模板剂和无模板剂条件下纳米 A 型和 FAU 型沸石的合成方法及生长机理进行了综述。当合成液中无模板剂存在时,所得产物中仅部分颗粒粒径小于100 nm,且粒径分布较宽;当在合成液中添加模板剂时,合成出的纳米沸石粒径均一且容易控制。纳米 A 型和 FAU 型沸石合成机理的研究表明,无模板剂时,纳米 A 型沸石由无定形凝胶颗粒的随机聚集体晶化形成,纳米FAU 型沸石由大量小晶体随机聚集形成;有模板剂存在时,纳米 A 型与 FAU 型沸石均由分散的无定形凝胶颗粒晶化形成。开发在无需添加模板剂或尽量少用模板剂的条件下制备粒径小且分布窄的纳米沸石的新方法是今后的研究方向。