二乙醇胺溶液对疏水微孔的浸润研究

分别将疏水性聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜以及PVDF平板膜浸泡到二乙醇胺(DEA)水溶液中,直接观测膜质量随时间的变化,研究膜浸润过程;考察了吸收剂温度、浓度、与膜的接触方式等因素对浸润过程的影响。实验结果表明:膜浸润速度并非一成不变,而是呈现先快后慢的明显差异;提高吸收剂的温度和浓度均会促进微孔膜的润湿;当膜孔与大气连通时,膜增重比在快速上升前还会出现短暂的下降,且由于气相阻力较低而导致浸润速度较快。     

中空纤维膜吸收CO2过程的膜浸润研究

采用聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜组件吸收CO₂,研究了二乙醇胺(DEA)水溶液对疏水微孔膜的润湿作用。实验分别考察不同吸收液浓度、温度、流速以及气体流速对膜润湿的影响,并通过对膜吸收和膜浸润过程的理论分析,建立了考虑孔径分布和浸润时间影响的相对浸润深度表达式。实验结果表明：随着吸收过程的进行,膜孔的平均相对浸润深度η逐渐增加,导致膜相传质系数k_m随时间逐渐下降,虽然η增加缓慢且幅度很小,但由此引起的k_m下降却非常明显;随着DEA浓度增加,膜孔的平均相对浸润深度η值变小;升高温度或提高液相流速都会使η增加,但温度对膜浸润的影响更加明显;在气相阻力可以忽略的条件下,改变气相流速对膜浸润的影响不大。     

十二烷基苯磺酸钠对膜蒸馏过程膜润湿的研究

利用聚偏氟乙烯（PVDF）平板膜,以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的水溶液为介质,通过考察温度、原料质量分数以及是否加入NaCl等因素对跨膜通量的影响来研究膜润湿的过程。结果表明：膜蒸馏过程中膜润湿的进程与膜表面孔径的分布有关,表面活性剂分子由于表面扩散作用在部分润湿膜孔内爬伸的过程中,由于热侧气液界面处温度的降低导致的传质推动力降低占主要作用。当膜孔全润湿后,通量完全由膜两侧渗透压决定,脱盐率下降到较低水平。降低膜蒸馏的温度或降低SDBS含量均可以减缓膜蒸馏膜润湿的进程;加入NaCl导致溶液表面张力增大,也可以减缓膜润湿。     

润湿反转机理的研究进展

介绍了近年来国外针对润湿反转作用提高采收率的研究进展.首先介绍了一种测定润湿角的方法——双滴双晶法(DDDC).对比了近几年国外常用的几种润湿反转剂.研究表明:阳离子、阴离子以及非离子表面活性剂在有效作用浓度以及作用机理上存在明显区别.综合各种试验结果,认为含有聚氧乙烯(丙烯)基的阴离子或是非离子活性剂具有较好的应用前景.最后通过分析固体表面润湿反转导致的油珠剥离过程,以及不同阶段的力学变化规律,发现润湿反转作用主要受到固液界面张力的影响,而油水界面张力并不是决定性的影响因素.因此,有必要进一步研究表面活性剂对固液界面张力的影响规律.     

表面自由能模型的改进及液滴浸润数值研究

通过优化极值点位置,对表面自由能模型进行了研究和改进,改进后的模型解决了原模型中表面粒子聚集和液滴形状畸变的问题.采用移动粒子半隐式法(MPS)结合改进后的表面自由能模型,对受表面张力作用的自由面运动问题进行了研究和分析.研究了包括气液、固液和不互溶液液界面在内的表面张力收缩和液滴浸润过程,并提取了接触角及浸润面积等特征量进行分析.数值计算结果与理论分析结果吻合较好,从结果中可以明显观察到固液浸润过程的3个发展阶段,浸润速度随时间递减且与浸润接触角成反比.研究结果验证了MPS方法结合改进后的表面自由能模型可以更加有效、准确地模拟多界面张力的作用.     

嵌段共聚水溶性高分子在空气/水界面吸附态的构象

对于用几种不同疏水／亲水单体比合成的聚(丙烯酸丁酯／丙烯酸)共聚物样品测定了其水溶液的表面张力,运用Gibbs吸附方程求得在样品溶液临界胶束浓度时样品在气／液界面的分子吸附面积,以此推测其吸附态构象。结果表明,亲水单体单元在共聚物中含量多时,样品分子趋于在水中溶解;疏水单体单元多时,样品分子趋于在表面吸附。其吸附态构象为分子链上相邻的数个丁酯侧基吸附于水面,形成“薄煎饼状”疏水微区。     

超疏水材料表面的空气膜与自清洁作用对细菌黏附行为的影响

超疏水材料因其特殊的润湿性被广泛用作抑菌材料，许多研究认为超疏水材料与细菌溶液间的空气膜是其抑菌的关键因素，但鲜有研究能直接证明空气对细菌黏附的影响.本文应用电化学阳极氧化法和分子自组装方法，在钛箔表面制备了超亲水的二氧化钛纳米孔柱阵列(NPA)和超疏水的NPA.通过超声去除超疏水NPA固-液界面的空气膜，对比研究细菌在超疏水样品有无超声情况下的黏附，其中细菌黏附应用荧光显微镜进行表征.结果表明，超疏水NPA相对于超亲水NPA表现出明显的抗菌效果；肉眼可见的空气膜在局部区域内，可明显阻碍细菌的黏附，从而影响细菌在超疏水材料表面的分布；但从黏附细菌的整体数量对比，超疏水NPA固-液界面的空气膜对细菌的黏附数量并没有显著影响.此外，超疏水材料表面黏附的细菌易在常规的实验漂洗过程中脱离材料，这提示了在考察超疏水材料的抑菌性能时，需要考虑材料的自清洁作用对其抑菌性能表征的干扰.     

表面和表面间的相互作用

本文综述了液—液、液—固、气—固及固—固界面相互作用的特点,指出有机固体的表面自由能取决于表面原子或暴露的原子团的性质、结构和排列情况,而与下层原子或分子的特性和排列无关;有机晶体、塑料及吸附有定向有机分子单层的高能固体的可湿性,表现出有意义的规律性。     

双球冠润湿模型及润湿性能表征因子λ

根据反应实际情况建立了反应型双球冠润湿模型.利用能量最低原理,证明了所建模型与Young氏方程的一致性.通过分析,提出了用于表征反应型液固界面润湿性能的λ因子.分析结果表明,利用该因子可直接计算液固和液气二相界面张力差Δσ(Δσ=lσs-lσg)和粘附功ω.通过对模型进行进一步分析表明,利用λ值并结合1θ、2θ角的测定,可较精确地计算出液固界面张力和液气界面张力的大小,这为界面张力的计算提供了理论依据.     

辛醇对PVDF膜表面浸润性与透过性能的影响

以聚偏氟乙烯（PVDF）／N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）／辛醇／水为制膜体系,采用干、湿相转化法制膜．考察了辛醇含量对膜结构、表面浸润性和透过性能的影响．结果表明,辛醇的加入使成膜过程中液．固分相在与液一液分相的竞争中占据优势,随着辛醇含量的增加,膜结构由海绵状结构向球晶堆积结构转变,当辛醇含量增至10％时,生成“菜花状”球晶粒子堆积的对称结构,其表面具有微纳二重特征,对水的接触角可达140°;实验范围内PVDF膜下表面的疏水性随铸膜液中辛醇含量的增加先增大后略有下降,膜的气通量随铸膜液中辛醇含量的增加先增大后减小所制得的高度疏水膜可望成为气液膜接触器的理想膜材料．     

(W/O)/W乳化液膜体系的界面状态方程

本在Ｌａｎｇｍｕｉｒ等温吸附式的基础上，结合乳化液膜膜相中“有效浓度”的概念，提出了乳化液膜的界面状态方程，利用该界面状态方程，本进一步研究了乳化液膜膜相中表面活性剂“有效浓度”与乳化液－外相水间界面张力的关系。同时，对搅拌机槽缺乏几何条件和操作参数对界面张力的影响进行了讨论，所建模型与实验数据吻合较好。     

乳化液膜体系的界面状态方程(英文)

本文在Langmuir等温吸附式的基础上,结合乳化液膜(LSMs)膜相中“有效浓度”的概念,提出了乳化液膜的界面状态方程.利用该界面状态方程,本文进一步研究了乳化液膜膜相中表面活性剂“有效浓度”与乳状液-外相水间界面张力的关系.同时,对搅拌机槽缺乏几何条件和操作参数对界面张力的影响进行了讨论.所建模型与实验数据吻合较好.     

Fabrication of Poly(vinylidene fluoride) /Polysulfone Flat Blend Membranes via Thermally Induced Phase Separation Process for Water Treatment

Poly(vinylidene fluoride) /polysulfone(PVDF/PSF) flat blend membrane was prepared via thermally induced phase separation(TIPS) technique.The membrane formation mechanism and membrane structure were investigated and the effects of PSF/PVDF weight ratio on morphology,crystallinity,porosity,and mechanical properties of the membrane were discussed.The relationship between membrane structure and performances,such as pure water flux and the rejection of carbonic black,was also discussed.It was found that solid-liquid(S-L) phase separation occurred for the PVDF/PSF/diluent system.The addition of PSF influences structure and crystallinity of the membrane,which in turn influences mechanical properties and performances of the membrane.The results reveal that it is possible to obtain network structure via S-L phase separation by blending the polymer,which has a partial compatibility with PVDF.     

羟基化及硅烷化二氧化硅表面润湿行为的分子模拟

采用分子动力学模拟方法研究水团簇在羟基化及不同链长硅烷化二氧化硅表面的微观润湿行为,通过相互作用能、径向分布函数及扩散系数等参量对微观润湿机制进行分析。结果表明:羟基化二氧化硅表面具有极强亲水性,而硅烷化表面疏水性较强,且疏水性随烷基链增加呈增强趋势;羟基化二氧化硅表面与水分子存在强相互作用,使团簇底部水分子优先向表面移动,并带动其余水分子向表面迁移,促进水团簇在表面铺展,表现出强亲水性;硅烷化二氧化硅表面与水之间主要为范德华作用,不足以克服团簇内部相互作用而破坏水滴结构,表现出强疏水性,随着烷基链增长,表面与水分子的相互作用强度逐渐减弱,疏水性增强。     

Ag在单晶硅(111)基面上的反应润湿与固液界面能计算

采用滴座法研究Ag在高定向生长单晶硅(111)基面上的高温反应润湿行为及固液界面结构.结果表明,Ag/Si(111)润湿体系在1 200℃高温下的最终润湿角为96.7°,呈现不润湿现象,反应润湿界面有Si原子溶解到液态Ag中,但没有新相生成,Si和Ag仍以单质形式存在,因此Ag(l)/Si(s)界面能保持不变.通过计算得到1 200℃下Ag/Si(111)润湿体系的固体表面能和固液界面能分别为565.6和667.1 mJ.m-2.     

界面特性对聚合物驱油时驱替速度的影响分析

针对界面特性（界面流变特性、界面张力特性、润湿性）在聚合物驱油过程中的重要性,将油藏孔隙介质简化成具有相继收缩和扩张的波纹管模型,根据能量平衡原理建立了波纹管中聚合物溶液驱替时的界面特性参数和驱替速度之间的数学模型,用有限差分方法求解,研究了界面粘度、界面张力、润湿角变化对聚合物/油界面速度的影响。研究结果表明：润湿性变化影响界面的驱替速度,当界面的曲率方向与驱替方向相反时,无因次界面张力和无因次界面粘度的增加都使无因次界面轴向速度降低,且界面轴向驱替速度关于孔隙单元中心不对称。     

聚偏氟乙烯/磷酸化纳米二氧化硅螯合金属锆杂化膜

结合原位合成法和相转化法,利用正硅酸乙酯(TEOS)和硅烷偶联剂3氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)改性制备聚偏氟乙烯(PVDF)/氨基化纳米二氧化硅(NH 2-SiO 2)杂化膜,然后通过磷酸化处理,固定螯合金属锆(Zr),从而提高杂化膜对卵清蛋白的吸附能力,同时改善了杂化膜的亲水性能。当TEOS质量分数为8%时,改性后的磷酸化Zr+PVDF/NH 2-SiO 2杂化膜对卵清蛋白吸附量达到最大,为150.7 mg/g,且其经过4次吸附洗脱重复循环后对卵清蛋白的解吸附率保持在80%以上,显示该杂化膜具有良好的重复吸附和解吸附能力。     

非离子表面活性剂静吸附特性研究

针对S/P二元复合体系在油层岩石上的吸附问题,利用室内仪器等检测分析方法,对无碱二元复合体系在润湿和非润湿大庆油砂吸附后活性剂体系浓度、界面张力进行了测定评价.结果表明：二元体系表面活性剂在大庆油砂上的吸附等温线为“S”型,最大吸附量为2.43mg/g;更换油砂单次吸附时,吸附次数增加,界面张力增加,活性剂浓度降低;,二元体系经聚合物和污水浸泡的油砂第三次吸附时界面张力由10-3mN/m上升到10-1mN/m;多次吸附对二元体系界面张力的影响很小。随着吸附次数的增加,活性剂浓度逐渐降低。     

高选择性Tuftsin-丙烯酸分子印迹复合膜的吸附分离行为研究

Tuftsin是一种对人体具有特殊生理作用的生物活性肽.该文以Tuftsin为模板分子,以丙烯酸为单体,在多孔聚偏氟乙烯基膜上制备高选择性Tuftsin-丙烯酸分子印迹复合膜(T-AA MICM),并研究其吸附分离行为.研究结果表明:分子印迹复合膜具有优良的吸附性能和特异性选择吸附性能,Tuftsin在分子印迹复合膜上的吸附过程主要是单分子吸附过程,其吸附动力学行为规律符合准2级吸附方程.