Cu_3(BTC)_2提高聚二甲基硅氧烷/聚醚酰亚胺复合膜气体分离性能成因的研究

将金属有机骨架化合物Cu3(BTC)2填充到聚二甲基硅氧烷中,制备聚二甲基硅氧烷/聚醚酰亚胺改性复合膜,用于气体分离的研究。考察了操作温度和压力对CO2、CH4、O2和N2在改性复合膜中的渗透系数、扩散系数、溶解度系数和分离系数的影响。结果表明,填充Cu3(BTC)2可降低气体的渗透活化能、扩散活化能和膜的压缩效应,进而提高气体的扩散性能和渗透性能;Cu3(BTC)2改性复合膜在低温条件下可得到较高的渗透性能和分离性能,较高压力可在不降低膜分离性能的基础上提高其渗透性能。     

Cu3(BTC)2提高聚二甲基硅氧烷/聚醚酰亚胺复合膜气体分离性能成因的研究

将金属有机骨架化合物Cu₃(BTC)₂填充到聚二甲基硅氧烷中，制备聚二甲基硅氧烷/聚醚酰亚胺改性复合膜，用于气体分离的研究。考察了操作温度和压力对CO₂、CH₄、O₂和N₂在改性复合膜中的渗透系数、扩散系数、溶解度系数和分离系数的影响。结果表明，填充Cu₃(BTC)₂可降低气体的渗透活化能、扩散活化能和膜的压缩效应，进而提高气体的扩散性能和渗透性能；Cu₃(BTC)₂改性复合膜在低温条件下可得到较高的渗透性能和分离性能，较高压力可在不降低膜分离性能的基础上提高其渗透性能。     

全氟磺酸中空纤维膜基本性能研究

本文用 EW=1563的 Nafion 树脂为原料,纺制了内径为0.44mm,外径为1mm 的中空纤维膜,并将其转化成 K 型、Na 型和 H 型。研究了不同类型的 Nafion 中空纤维膜对水的吸附行为,并初步探讨了 Nafion-H 中空纤维膜对极性不同的两种液体的分离效果。结果表明,水在Nafion 中空纤维膜中的扩散系数与膜中阳离子半径有关,阳离子半径愈小,扩散系数愈大;水在Nafion-K 中空膜中的扩散系数随温度的升高而增加,求得的扩散活化能为44KJ/mol;同时还表明,Nafion-H 中空纤维膜对甲苯-乙醇混合溶液透过蒸发的分离效果良好。     

熔融CaO-SiO_2-Al_2O_3-MgO渣系氢的渗透度

采用水气通过熔融渣膜扩散和气相色谱直接测定的新方法来研究熔渣氢的渗透度,结果表明:氢的渗透度与温度有明显关系,随着温度增加,渗透度增加。在1350～1450℃,CaO-SiO_2-Al_2O_3-MgO渣系氢的渗透度为9.34×10~(-(?))～5.65×10~(-(?))mol/(min·mm),碱度为2.5时氢的渗透度最大,碱度小于2.5时,渗透度随碱度增加而增加,碱度大于2.5时,渗透度随碱度增加而降低,渗透度与水气分压平方根成正比,氢在熔渣中的扩散系数可从渗透度与溶解度中计算出来;为1.51×10~(-4)～7.24×10~(-3)cm~2/s。     

H2、N2、CO和CO2在液体石蜡中的溶解度和传质系数的研究

在机械搅拌高压釜中测定了290．15～513．15K、0．5～4．0MPa范围内H2、N2、CO和CO2在液体石蜡中的溶解度和体积传质系数。结果表明,H2、N2、CO和CO2的平衡溶解度均随着压力的升高而增大,N2、CO和CO2的平衡溶解度随温度的升高而减小,但氢气的平衡溶解度随温度的升高而增加。回归了各种气体的溶解度系数H1与温度丁的关联式。H2、N2、CO和CO2的体积传质系数均随着压力和温度的升高而增大,温度和压力对不同气体的体积传质系数的影响各不相同,氢气的体积传质系数受温度和压力变化的影响较大,二氧化碳的次之,一氧化碳和氮气的变化较小。     

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.     

异丙醇水混合物在PVA膜中的传质模型

根据Flory-Huggins理论和溶解-扩散模型,建立了323 K下聚乙烯醇(PVA)膜分离异丙醇水溶液过程的传质模型,模型计算值与实验值吻合良好.水与PVA膜的相互作用参数小于异丙醇与PVA膜的相互作用参数,说明水与膜间相互作用强于异丙醇与膜间的相互作用,水在膜中优先吸附溶解.水的塑化系数和无限稀释扩散系数都大于异丙醇的塑化系数和无限稀释扩散系数,说明水在膜中的溶解能力及扩散能力都大于异丙醇在膜中的溶解能力及扩散能力,水在PVA膜中优先透过.异丙醇与水的相互作用参数随异丙醇浓度的升高而增大,说明异丙醇浓度越高,PVA膜的选择性越好,渗透汽化分离效果越好.     

PDMS复合膜水中脱除乙醇渗透汽化传质过程分析

对聚二甲基硅氧烷（PDMS）/聚砜（PS）复合膜从低浓度乙醇水溶液中脱除乙醇的渗透汽化过程进行了研究。考察了操作温度、料液浓度及流速对渗透通量的影响,并对其传质过程进行分析。结果表明,乙醇渗透通量随料液温度、浓度及流速的增加而增大;利用Wilson图解法确定膜阻,并计算液相传质系数,进而获得传质准数关联式;在此传质过程中,液膜阻力占总阻力50%以上,表明液膜阻力对该渗透汽化过程有较大影响。     

气体在玻璃中渗透的数值模拟

为深入理解环境气体对超高真空电子器件玻璃壳体材料的渗透机理,采用巨正则蒙特卡罗法和分子动力学法对玻璃中的气体溶解、扩散两种渗透行为进行了数值模拟研究,基于原子模拟凝聚相优化分子势力场,计算了两种玻璃结构中氧气、氦气、氢气和水蒸气分子的溶解系数,以及氧气和氢气分子在钠钙玻璃中的扩散、渗透系数和扩散运动轨迹。计算结果表明:与玻璃材料亲和力较大的气体分子溶解系数较高;玻璃中金属离子的存在使玻璃中的孔径变小,从而降低了钠钙玻璃中气体分子的溶解系数;环境温度升高和气体压强增加使气体分子在玻璃中的扩散、渗透系数增加;在扩散过程的大部分时间中,气体分子在某一位置做往复振动,偶尔发生一次跳跃,这导致气体分子逐渐远离初始位置;因为玻璃材料能给体积较小的气体分子提供更多的有效扩散通道,所以H_2比O_2有较高的扩散系数。研究结果可为超高真空电子器件的真空失效机制探究、玻璃壳体的材料优选和结构优化提供一定的理论依据。     

加压三相淤浆床环氧乙烷合成过程研究VI. O2、CO2、C2H4和N2在二号液相热载体中的溶解度测定

在高压搅拌釜中,利用气体的等容吸收原理测定了60～230°C、0.05～1.2MPa(表压)条件下三相淤浆床环氧乙烷合成过程中的反应及惰性气体组分O2、C2H4、CO2和N2在实验所用的二号液相热载体中的溶解度.实验结果表明,O2、C2H4、CO2和N2的平衡溶解度都随压力增加而增大,随温度升高而降低.同时回归出各气体的溶解度系数Hi与温度T的关联方程.     

聚对亚苯基二亚甲基的化学气相沉积聚合

用化学气相沉积(CVD)聚合法制备了聚对亚苯基二亚甲基(PPX)膜,由傅立叶变换红外光谱(FTIR)图证实了其化学结构.采用热重分析(TGA)研究了PPX的热降解性能,结果表明,在空气氛围中由于氧气的参与,其热稳定性比在N2中差,热氧化降解明显.PPX具有较好的耐溶剂性和抗化学氧化性能,膜的吸水速率和吸水率也比较小,常温常压下3 h后才能达到吸水平衡.PPX膜的水汽渗透率随温度和湿度的升高而升高,用Arrhenius方程拟合可计算得到水汽在膜中渗透扩散的表观活化能为12.4 kJ.mol-1.PPX膜的动态力学温度谱表现出典型的结晶聚合物的行为,晶区中的次级转变造成了PPX在玻璃化转变后,随温度提高损耗因子出现的反常升高,以及储能模量的持续、平缓下降,而不同于非晶聚合物的突然下降.     

乙烯在过渡金属表面的吸附与分解

本文研究了乙烯（C2H4）在Ru(10 10^-)表面的吸附，在低温下（200K以上）乙烯可以在Ru(10 10^-)表面以上分子状态稳定吸附，在200K以上乙烯则发生了脱氢分解反应，TDS结果表明乙烯分解后的主要产物为乙烯（C2H2），乙烯分解后碳的1s能级向低结合方能向移动了0.3eV.     

An experimental study on the solubility of copper bichloride in water vapor

Using the solubility method, the solubility of CuCl2 in liquid-undersaturated HCl-bearing water vapor was investigated experimentally at temperatures of 330-370 ℃ and pressures of 4.2-10 MPa. The re-sults have shown that hydration could significantly enhance copper solubility and the concentrations of copper were positively correlated with PH2O. The solubility of copper in vapor phase increased with increasing PH2O at the constant temperature. CuCl2 was transported as hydrated species CuCl2(H2O)ngas in water vapor. The formation of complexes is proposed to be the result of the following reaction: CuCl2solid nH2Ogas = CuCl2 (H2O)ngas The hydration number n decreased slightly with increasing temperature. Statistical hydration numbers are 4.0, 3.6 and 3.3 at 330, 350 and 370 ℃ , respectively.     

CuO/ZnO/ZrO_2催化剂上CO_2氢化反应的研究

本文在研究CuO/ZnO/ZrO_2催化剂上CO_2+H_2反应动力学的基础上,通过TPD-MS测试及表观活化能的测算,探讨了CO_2+H_2合成甲醇的反应途径以及第三组份ZrO_2对合成甲醇的促进作用。结果表明,CO_2+H_2反应过程存在合成甲醇及水煤气转换这两个平行的竞争反应。ZrO_2加入CuO/ZnO双组份催化剂中,改善了催化剂的催化性能。     

分步溶胶-凝胶法制备核壳型玻璃珠/聚砜微球

玻璃珠/聚砜核壳型微球可用于分离过程中的吸附介质和催化剂的载体.基于相转化原理,提出了向聚砜的二甲基甲酰胺(DMF)溶液中先加入乙醚再加入水的分步溶胶-凝胶法,制备出了核壳型玻璃珠/聚砜微球.通过扫描电子显微镜、红外光谱和X光电子能谱检测表明形成了单分散性良好、聚砜膜厚度为几μm的核壳型微球,且聚砜薄膜的表面致密.该制备方法的聚砜利用率高于80%,玻璃珠的利用率接近100%.乙醚加入量对微球性质影响较小,但其与DMF溶液的体积比要求大于4.5.实验结果表明,分步溶胶-凝胶过程是一种高效制备玻璃珠/聚砜核壳型微球的方法.     

Al2O3-聚砜复合超滤膜用于中水处理的研究

为了节约用水，对住宅区的分质排水和城市污水厂的污水（中水）进行处理回用是较为可行的方法．膜分离技术是进行中水回用的有效方法之一，但膜蓉易被污染，造成通量下降．为此，研究了自制的耐污染Al2O3-聚砜复合膜在中水处理中的应用．分析了操作压力、水温、操作时间和膜清洗对水通量的影响，并对产水水质进行了测试．结果表明，该复合膜的水通量随着操作压力的提高而增大，在相同操作压力下，复合膜的水通量要高于聚砜膜的水通量；复合膜在操作24h后水通量保持较高；随着水温的升高，复合膜的水通量逐渐加大；适当的清洗工艺可使复合膜具有较长的使用寿命；产水水质达到生活杂用水的水质标准。     

Synergic catalytic effect of Ti hydride and Nb nanoparticles for improving hydrogenation and dehydrogenation kinetics of Mg-based nanocomposite

The Mg-9.3 wt% (TiH1.971-TiH)?0.7 wt% Nb nanocomposite has been synthesized by hydrogen plasma-metal reaction (HPMR) approach to enhance the hydrogen sorption kinetics of Mg at moderate temperatures by providing nanosizing effect of increasing H “diffusion channels” and adding transition metallic catalysts. The Mg nanoparticles (NPs) were in hexagonal shape range from 50 to 350 nm and the average size of the NPs was 177 nm. The small spherical TiH1.971, TiH and Nb NPs of about 25 nm uniformly decorated on the surface of the big Mg NPs. The Mg-TiH1.971-TiH-Nb nanocomposite could quickly absorb 5.6 wt% H2 within 5 min at 573 K and 4.5 wt% H2 within 5 min at 523 K, whereas the pure Mg prepared by HPMR could only absorb 4 and 1.5 wt% H2 at the same temperatures. TiH1.971, TiH and Nb NPs transformed into TiH2 and NbH during hydrogenation and recovered after dehydrogenation process. The apparent activation energies of the nanocomposite for hydrogenation and dehydrogenation were 45.0 and 50.7 kJ mol?1, which are much smaller than those of pure Mg NPs, 123.8 and 127.7 kJ mol?1. The improved sorption kinetics of the Mg-based nanocomposite at moderate temperatures and the small activation energy can be interpreted by the nanostructure of Mg and the synergic catalytic effects of Ti hydrides and Nb NPs.     

梯度表面能材料及液滴运动特性实验

采用十二烷基三氯硅烷(C12H25Cl3Si)和辛基三氯硅烷(C8H17Cl3Si),通过化学气相沉积的方法(CVD),在硅基板上制取了具有梯度表面能的材料表面.通过躺滴法,测量了梯度表面能材料水平表面上的微量液滴接触角的分布,并以此表征材料表面能的分布.实验表明:水平放置的梯度表面能材料表面可驱使其上面的直径为1～3 mm的液滴从憎水侧向亲水侧迁移,单个液滴的运动速度最大可达0.9 m/s.在实验观察的基础上,探讨了液滴在具有梯度表面能材料表面运动的机理.     

丙烷储罐湿硫化氢腐蚀监测技术

钯合金膜氢传感器、恒电势仪、电脑等构成腐蚀监测系统.钯合金膜氢传感器的信号稳定、可靠,由氢传感器检测氢渗透的稳态电流密度,通过16MnR钢的腐蚀速率随稳态氢渗透电流密度变化的方程,计算设备内部湿硫化氢腐蚀速率.现场试验证明该监测系统可用于监测丙烷储罐的硫化氢腐蚀速率和评估设备的安全运行状态.     

支撑型复合高分子膜材料的制备与表征

采用浸没沉淀法、织物为支撑体制备复合型高强度膜材料.提出了支撑材料的筛选方案,研究了带支撑的复合膜在成膜过程中的起皱原因,并成功制备了支撑型复合膜.考察了不同质量分数的聚偏氟乙烯(PVDF)、聚砜(PSF)收缩率、拉伸强度、平均孔径、纯水通量等因素对复合膜性能的影响.采用膜通量、孔径分析、力学强度、扫描电镜( SEM)、收缩率对复合膜进行分析与表征.结果表明:高分子材料在成膜过程中的收缩与支撑材料的收缩的差异可能是起皱的重要原因.收缩率大于50％,起皱收缩明显；收缩率低于40％,复合膜平整.所制备的高强度复合膜的拉伸强度大于35 MPa,膜孔径为0.07～0.6μm,水通量为5 000～ 17 000 L/(m2·h·MPa).