壳聚糖中空纤维膜的制备

以壳聚糖(CS)为膜材料,聚乙二醇(PEG) 2000为致孔剂,NaOH溶液为内外凝胶浴,通过L-S相转化法制备了亲水性壳聚糖中空纤维膜.采用扫描电镜(SEM)、机械性能测定、泡点压力测试、孔隙率测试及气体渗透通量测试等对膜进行了结构表征和性能测试,结果表明:当CS的质量分数为4％,PEG的质量分数为10％,NaOH的质量分数为20％时,可制备出指状孔大且贯穿性较好的CS中空纤维膜,其孔隙率为49.34％,气体渗透通量为5.154×10-8mL/(cm2·s· Pa).     

中空纤维膜萃取方法与进展

对近十几年有关中空纤维膜萃取的１６篇论文进行了总结，从中得出结论：中空纤维萃取方法是一种新型有效的分离方法．在特定体系中将会得到极好的应用。     

MBR中中空纤维膜和板式膜不同的膜污染机理

分析了中空纤维膜和板式膜MBR在膜污染过程中表现出的不同特点,研究了2种膜不同的膜污染机理.平行实验表明,中空纤维膜的膜面附着物是污泥泥饼层,而板式膜的膜面附着物是一层二次动态膜,这导致两者的膜污染杌理有显著区别.泥饼层是中空纤维膜的主要污染因素,二次动态膜则可以缓解作为板式膜主要污染因素的膜孔堵塞污染;同时,由于泥饼层的作用,EPS与中空纤维膜的膜污染相关性良好,而在板式膜中,EPS与其膜污染相关性很差,并且二次动态膜显著降低了SMP与膜污染的相关性;在2种膜长期运行时,相比中空纤维膜过膜压力呈现2个阶段的变化,板式膜的过膜压力经历了3个阶段的变化,这是因为二次动态膜起到了初期缓解膜污染、后期加剧膜污染的作用.     

界面聚合反应制备中空纤维纳滤膜的数学模型

采用界面聚合反应成膜机理制备中空纤维纳滤膜,建立在非稳态条件下化学反应-扩散控制的数学模型,并通过有针对性的简化,使该模型适用于扩散控制.以哌嗪-三乙胺水溶液作为水相,均苯三甲酰氯作为有机相单体,甲苯作为有机相溶剂进行界面聚合反应制备中空纤维膜,进而通过实验对数学模型进行验证.研究结果表明:通过模型计算,在反应达到10 s时,复合膜的厚度约为0.9 μm;从实验中甲苯体系反应10 s后得到的扫描电镜照片可以看到,此时复合膜的厚度为1 μm左右,说明界面聚合反应成膜原理能正确地指导建立数学模型;模型预测值与实验数据基本吻合;所建立的数学模型能够较好地揭示界面聚合反应成膜过程的实质.     

用中空纤维膜分散技术制备纳米颗粒

采用中空纤维膜为分散介质,以制备纳米BaSO₄为例,探索膜分散制备纳米颗粒技术。实验以Na₂SO₄溶液为连续相,将BaCl₂溶液通过中空纤维膜均匀分散到Na₂SO₄溶液中,在透过膜的微小液滴形成的微环境中实现两种溶液的微观混合,并反应生成BaSO₄颗粒。实验研究了膜组件构型、反应物浓度、分散剂、膜孔孔径大小等因素对BaSO₄颗粒形貌、大小和粒度分布的影响。结果表明：采用膜截留分子量为10000的中空纤维膜制成的浸没式膜组件,反应物Na₂SO₄和BaCl₂溶液浓度均为0.02mol/L,加入分散剂聚乙二醇(PEG)制得了平均粒径在10～30nm、球形度好、单分散性好的纳米BaSO₄颗粒.     

中空纤维陶瓷透氧膜反应器

通过相转化法制备了La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-α(LSCF)非对称中空纤维致密陶瓷膜,并进一步组装成了中空纤维陶瓷膜反应器.应用LSCF膜反应器可以直接从空气中分离出纯氧,氧产率在980℃和膜管内侧(真空侧)压力为5.33kPa的操作条件下可达到48.27 L(STP)/m2.h.该膜反应器还适合于各种氧化或脱氢反应等.     

浸没式中空纤维膜污染控制措施比较

针对浸没式中空纤维膜微滤过程中颗粒物污染膜的情况,提出采用鼓泡、反冲洗以及鼓泡和反向脉冲清洗联合使用的方法和措施来减缓或消除膜污染。实验结果表明,鼓泡的作用在于减少膜表面颗粒物的堆积,在鼓泡气量为300 mL/min的条件下,鼓泡可以使滤饼阻力减少到原来的40%。而周期性的反冲洗,如每过滤10 min反冲洗4 min条件下,使得膜内部污染阻力下降到不带反冲洗条件下的1/3。反向脉冲清洗(每过滤10 min反向脉冲清洗30 s)和鼓泡(气量为160 mL/min)的联合使用是本系统的最优膜污染控制方法,可以使滤饼阻力和膜内部污染阻力分别降低到没有任何膜污染控制措施下的10%和20%。     

氧化铝中空纤维陶瓷膜的制备与表征

为研究中空纤维陶瓷膜结构的形成和过程控制方法,采用相转化与高温烧结技术制备了氧化铝中空纤维陶瓷膜,研究了内冷凝浴、空气距长与氧化铝多孔中空纤维陶瓷膜结构形成的关系.运用扫描电子显微镜(SEM)对膜体横截面和内外表面的微观形貌进行了研究.实验结果表明,可以通过不同内冷凝浴调控氧化铝中空纤维陶瓷膜横截面指状孔的形成方向和厚度;随着空气距的增长,氧化铝中空纤维陶瓷膜的海绵孔层随之增厚.     

鼓泡条件对浸没式中空纤维膜微滤过程膜污染的影响

在不同的鼓泡条件（气体流量、气孔间距和膜丝松弛度）下测定了浸没式中空纤维膜组件在恒通量微滤过程中的跨膜压差。结果表明,增大气体流量能够控制膜污染,但其有效程度随气体流量的增加逐渐减弱,气体流量为0.15m³/h和0.2m³/h时Δp/Δt的值相近;双孔集中分布比分散分布更能控制膜污染,但单孔鼓泡控制效果弱于双孔集中分布;膜丝的适当松弛有利于控制膜污染,且气体流量越大效果越显著,气体流量为0.1m³/h时97%松弛度的污染控制效果最佳。     

中空纤维膜萃取器内流动特性

对中空纤维膜器内流动特性的研究是膜器设计和放大的基础。该文通过测量装填因子不同的 3个聚丙烯中空纤维膜萃取器壳程和管程的停留时间分布曲线 ,研究了不同流速下膜器的流动状况 ,并用轴向扩散模型描述了流动的非理想性。结果表明 ,中空纤维膜萃取器的管程和壳程流动与理想平推流和理想全混流相差较大 ,装填因子与流速对二者均有较大影响。采用轴向扩散模型得到的响应曲线的计算值与实验值符合较好 ,且中空纤维膜萃取器中轴向返混的影响不可忽略。     

聚丙烯中空纤维膜表面亲水改性试验

利用氧化剂和表面活性剂对聚丙烯中空纤维膜表面进行亲水改性,提高了进行无泡充氧时中空纤维膜的耐压能力。找出了适宜的亲水改性处理剂。试验证明：聚乙烯醇（PVA）是一种廉价、有效的表面亲水改性处理剂。     

中空纤维含浸液膜渗透器烟气脱硫

研究了ＳＯ２在中空纤维含浸液膜渗透器中，不同的操作模式对渗透行为的影响。考察了采用纯水和柠檬酸钠溶液为膜液、不同的操作条件对ＳＯ２渗透和脱除效率的影响及液膜渗稼率的稳定怀。结果表明：在液膜渗透器中，逆流操作优于并流；较低的进气速率有利于烟气脱除率的提高。     

后处理对聚丙烯中空纤维膜性能的影响

采用熔融挤出拉伸法制备了聚丙烯中空纤维膜，详细探讨了中空纤维的机械性能，尤其是各种条件对其弹性恢复性能的影响，研究发现后处理(热处理条件和牵伸比)对膜材料的孔隙率，平均孔径和气体的穿透性能有很大的影响，采用片晶和微纤模型可以很好地解释中空纤维膜的实验现象和成孔机理。     

中空纤维膜渗透器的制作

本文介绍中空纤维膜渗透器的制作及空中纤维膜的粘接与涂层。     

中空纤维膜组件结构对其膜蒸馏性能的影响

对一系列不同封装分率和不同膜面积的中空纤维膜组件进行了直接接触式膜蒸馏对比实验,并考察了操作方式对跨膜通量的影响。结果表明：提高封装分率可以明显降低沟流效应,使壳程流体分布趋于均匀,总体传质、传热效果得到改善,从而使跨膜通量提高,增幅可达40%以上; 在组件封装分率较低时,热流体走管程更有利于跨膜传质。在进料状况不变的条件下,随着膜面积的增加,组件单位膜面积的跨膜通量明显降低,而总产量则有所增加。     

PVDF温敏中空纤维膜纺丝液流变性能研究

研究了以聚偏氟乙烯(PVDF)和N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)的接枝共聚物PVDF-g-PNIPAAm作为成膜材料,在纺制温敏PVDF-g-PNIPAAm中空纤维膜前,影响纺丝液流变性能的主要因素.重点研究了共聚物纺丝液的性质,固含量、溶剂和温度等因素对纺丝液流变性能的影响.研究发现,PVDF-g-PNIPAm纺丝液为假塑性流体,流变性能受多种因素影响.随固含量的增加,纺丝液表观粘度显著增加;在相同温度下以NMP为溶剂时,表观粘度要高于以DMAc为溶剂;表观粘度值随温度的升高而降低,在高剪切速率下,纺丝液流动性能对温度的依赖性提高,纺丝受温度影响较大.     

真空抽吸晶种涂覆法制备中空纤维NaA分子筛膜

针对中空纤维分子筛膜批量化制备过程中晶种涂覆问题,提出真空抽吸晶种涂覆技术,以简化晶种涂覆工艺过程。利用真空抽吸法在α-Al2O3中空纤维支撑体外表面涂覆NaA分子筛晶种层,继而采用二次生长法制备NaA分子筛膜。利用粒径分析仪、X线衍射仪(XRD)以及场发射扫描电子显微镜(FESEM)对NaA分子筛晶种及所制备的分子筛膜进行了系统表征。实验考察晶种涂覆条件对膜性能的影响,并优化真空抽吸条件。研究结果显示:采用质量浓度为5 g/L的小粒径晶种悬浮液,在10 kPa真空度下抽吸5 s可获得均匀的晶种层,并制得高性能的中空纤维NaA分子筛膜。在348 K下,所制备中空纤维NaA分子筛膜用于质量分数为90%的乙醇/水溶液分离时,其渗透水通量为5.89 kg/(m2·h),分离因子为11 800。     

L-赖氨酸在中空纤维膜和平板膜中的超滤动力学

分别在中空纤维膜和平板膜中考察了L-赖氨酸超滤动力学，结果表明：中空纤维膜的过滤通量大于平板膜，总过滤时间正相反；L-赖氨酸超滤动力学可以拟合为浓差极化-凝胶层模型，中空纤维膜较平板膜更符合此模型。     

聚砜中空纤维膜乙炔脱湿的研究

采用渗透侧抽真空的方式对膜法乙炔脱湿进行了系统的研究.考察了不同处理量下,渗透侧真空度对渗余气含水量、回收率、分离因子和水蒸气、乙炔渗透通量的影响.当处理量为2.4 mL/s,原料气压力为180 kPa,渗透侧压力为20 kPa时,经过膜分离器处理后的乙炔水含量可由1%降至0.4%以下,渗透气量小于5%,便于循环利用.     

国内规模最大的中空纤维膜系列产品产业化示范工程

2004年5月，年产100万平方米中空纤维膜系列产品产业化工程竣工，标志着国内最大的中空纤维膜生产基地诞生。该产业化基地占地6．67公顷，一期工程建筑面积为9342．5m^2，占地面积为8536．15m^2，拥有100多位膜行业的专业人才。经过将近三个月研发人员、技术人员和生产人员的共同调试，基地正式投产、运营。