聚四氟乙烯膜气体吸收数学模型和孔隙率的影响

膜吸收是将膜分离与传统的吸收技术相结合的一种新型分离技术。在这些过程中经常使用多孔膜,多孔膜对过程的传质性能有一定的影响。对不同孔隙率的微孔聚四氟乙烯(PTFE)疏水性平板膜的膜气体吸收过程中液相传质性能进行了实验研究。当采用去离子水-CO2吸收体系时,多孔膜的孔隙率对液相传质性能没有影响;当采用NaOH水溶液-CO2吸收体系时,多孔膜的孔隙率对液相传质性能有明显的影响。在相同流速下,孔隙率大的膜液相传质系数高于孔隙率小的膜。以双膜理论为指导,建立了多孔膜气体吸收过程中液相传质模型。用该模型描述多孔膜孔隙率对液相传质系数的影响,其结果与实验数据具有良好的一致性。     

利用孔模型分析膜孔结构

本文基于孔模型,从膜对ＮａＣｌ溶液的透过实验中,得到８种膜的结构参数,实验结果表明,从溶质透过膜的参数与从溶剂透过膜的参数得到的膜结构参并不一致。     

原料粒度对煤基炭膜孔结构的影响

通过炭膜的孔径分布及ＳＥＭ结果分析,研究探讨了原料煤的颗粒度对煤基炭膜孔结构性能的影响。结果表明,不同原料粒度制得的炭膜具有不同的外观形态和孔隙结构。原料的颗粒度越小、越均一,所制得的炭膜平均孔径越小,孔隙结构越发达。因此,通过调节原料粒度可制得具有不同孔径和分布的炭膜。     

加压和超临界流体在多孔膜中的渗透

考察加压和超临界流体在多孔膜中渗透过程的各种影响因素并进行模型分析,对深入认识过程的传质机理、开发普遍适用的数学模型有重要意义。首先实验测定了不同温度、压力和压差条件下,He、N2和CO2在多孔陶瓷膜中的渗透率,考察了各主要影响因素。以二项尘气模型为基础,考虑到流体枯度随压力的变化,特别是近临界区流体枯度可能出现的突变,对模型进行了修正,建立了新的模型表达式。理论分析与实验结果表明,加压和超临界条件下,由于He的粘度变化甚微,其渗透过程仍然符合二项尘气模型,而对于N2需要考虑粘度随压力变化对渗透率计算结果的影响。由于近临界区相交的作用,CO2在多孔膜中的渗透过程出现奇异现象;而在低压和高压条件下,本研究建立的渗透模型与实验结果十分吻合。     

聚氨酯多孔膜的结构和透湿性能研究

研究了湿法涂层技术制备聚氨酯(PU)多孔膜的工艺条件以及致孔剂含量对多孔膜微孔结构和透湿性能的影响。致孔剂的加入可以增大多孔膜的孔径。多孔膜的表面(与水的接触面)孔径为10μm～20／μm，而底面(与基材的接触面)孔径为60／μm～100／μm。断面结构显示，多孔膜的内部疏松多孔，孔与孔之间相互连通。进一步探讨了溶液的成膜过程和多孔膜的透湿机理。     

PTFE平板微孔膜用于渗透蒸馏浓缩茶多酚的研究

采用"挤出-压延-拉伸"法,通过改变纵向拉伸倍数,制备出平均孔径为0.25～0.80μm,孔隙率为46.9%～78.3%的4种疏水PTFE平板微孔膜。制备得到的PTFE平板微孔膜具有"纤维-结点"的网状微孔结构。随着纵向拉伸倍数的增加,微孔膜结构中的结点变小,纤维变细,孔径和孔隙率增大,孔隙分布更均匀。分别以茶多酚水溶液和CaCl2溶液为进料液和渗透液,进行渗透蒸馏浓缩实验。研究了膜孔径、渗透液和进料液的浓度、流速等对渗透通量和截留率的影响。结果表明,增大PTFE平板微孔膜孔径、提高渗透液的浓度以及进料液和渗透液的流速可提高渗透通量。整个实验过程中,4种PTFE平板微孔膜对茶多酚的截留率均能保持在99.9%以上,且不受操作条件的影响。     

中空纤维膜气体分离器的数学模型

本文建立了中空纤维膜气体分离器的微分数学模型,对其数值解进行了实验验证,又将其简化的代数模型同文献上的模型进行了比较,指出了各种模型适宜的使用条件,并研究确定了气体膜分离过程中较适宜的丝内径、丝长度和操作压力的范围。     

高聚物/陶瓷复合膜的气体渗透及分离行为

以实验室制备成功的SR／Ceramic和PPESK／Ceramic复合膜为基础,对O2、N2、H2、CO、CO2、CH4等气体在高聚物／陶瓷复合膜上的渗透性能进行研究;在较宽的温度范围内考察了复合膜的使用效果,并获得各种气体的渗透活化能及其与气体临界温度的关系;渗透活化能随临界温度的增大而增低。同时,以空气分离体系为对象,考察了膜分离器的操作参数q和pr对膜分离系统过程行为的影响;实验结果和理论分析一致。     

拉伸倍率对膨体聚四氟乙烯多孔膜的结构影响研究

膨体聚四氟乙烯多孔膜,由于其独特的性质,在诸多领域得到应用。该薄膜的加工方式复杂特殊,工艺的细微差别将导致产品的结构和性能的显著变化。在本工作中,作者考察了拉伸倍率对微孔膜微观结构和透气性能的影响,期望为推动聚四氟乙烯多孔膜行业发展贡献绵薄之力。     

聚四氟乙烯微孔膜的研究进展

聚四氟乙烯微孔膜具有化学性质稳定、透光率高、透水率高、耐高温、抗腐蚀等优点,应用非常广泛。本文综述了聚四氟乙烯微孔膜的制备方法及在电学、医学、化工、服装等多个领域的最新应用,并指出了其存在的问题及今后的发展方向。     

功能化聚四氟乙烯微孔膜的研究进展

功能化PTFE微孔膜兼具PTFE微孔膜的优异特性及功能高分子的特殊性能,选择性透过、催化、传输药物、抗菌、质子交换等特殊功能的聚四氟乙烯（PTFE）微孔膜极具应用潜力。本文综述了PTFE微孔膜的特性,总结了近年来采用辐射接枝、表面沉积、涂覆或共混等方法功能化PTFE微孔膜的最新研究进展及其在化工、医学、服装、电子等领域功能化应用的最新成果,并指出目前存在的问题,对今后的研究提出了展望。     

溶胶修饰陶瓷膜的气体渗透

本文用纯氮气、氢气及氮氢混合气以静态法和流动法分别研究了自研制的复合不对称陶瓷膜的气体渗透性能，并获得了较适宜的涂膜次数及尖透工条件（温度、压差）对膜渗透性能的变化规律。作者对氮氢混俣气流动体系中混合气流速、组成及吹扫气量对渗透性能的影响也进行了详细研究。     

多孔介质中微生物生长行为和传输过程的数学模型研究进展

近年来微生物被广泛应用于能源、资源与环境等领域,应用环境大多属于多孔介质,其应用效果与微生物在多孔介质中的生长运移规律直接相关.综述了包括微生物的生长繁殖、化学趋向性、扩散、吸附和沉积过程的数学模型的发展,特别是多孔介质对上述过程的影响;对微生物在多孔介质中运移的数学模型进行了评述.     

烧结制度及造孔剂用量对粉煤灰基多孔陶瓷膜支撑体性能的影响

以粉煤灰为原料,采用挤压成型和固态粒子烧结法制备管状粉煤灰基多孔陶瓷膜支撑体.采用TG-DSC技术对粉煤灰进行了热分析,采用SEM和XRD技术对样品的微观结构及物相组成进行了分析,并测定了样品的开孔率、抗压强度及空气渗透速率等性能指标.研究了烧结温度、保温时间和造孔剂添加量对支撑体性能的影响.结果表明:支撑体晶相组成主要为赤铁矿、红柱石和石英;烧结温度为1000 ℃,保温2 h,仅添加1%的粘结剂,不添加造孔剂的条件下制备出的管状支撑体综合性能最优,此时的支撑体孔隙率为44.95%,抗压强度为8.92 MPa,空气渗透速率为2.57×104 m3·h-1·m-2·MPa-1.     

PTFE微孔薄膜张力控制用磁粉制动器的应用研究

研究了覆膜滤料用PTFE微孔薄膜生产过程中对横拉部分放卷机的张力控制。建立了张力控制的数学模型,对张力调节原理和张力控制系统进行研究。经过理论分析和应用实例验证,实际激磁电流最大值低于磁粉制动器额定激磁电流,试验型号的磁粉制动器适用于PTFE微孔薄膜生产过程中横拉放卷的张力控制。     

聚四氟乙烯拉伸微孔膜的结构与性能

通过挤出、压延和拉伸等工序制备了聚四氟乙烯微孔膜，采用扫描电镜（SEM）分析了微孔膜的微观结构；采用差示扫描量热法（DSC）和广角X衍射（WXRD）表征了拉伸前后聚四氟乙烯结晶度的变化；研究了拉伸温度、拉伸倍率和拉伸速率对微孔膜力学性能的影响。结果表明：聚四氟乙烯微孔膜具有小岛状结点和与拉伸方向平行的微细纤维组成的微观结构；拉伸使PTFE的结晶度显著降低；拉伸工艺是制备微孔膜的关键因素，拉伸温度220～320℃，拉伸倍率为8倍时，微孔膜的最大拉伸强度可达8．5MPa；此外较大的拉伸速率可获得尺寸分布更均匀的微孔。