聚偏氟乙烯疏水微孔膜的研制及膜蒸馏机理研究
膜蒸馏是一种新型的膜分离技术,可用于海水淡化、纯净水制备、热敏物料浓缩等方面.研究膜蒸馏的过程机理,进而解决膜蒸馏实际应用中的问题具有重要的理论和实际意义.该文从理论上描述了直接接触式蒸馏实际应用中的问题具有重要的理论和实际意义.该文从理论上描述了直接接触式膜蒸馏的质量和热量传递过程,通过纯水实验对比了直接接触式膜蒸馏过程的各种数学模型,认定当膜孔径较小,料液不进行脱气处理,并且在膜两侧的压力基本相等的条件下,直接接触式膜蒸馏传质过程是努森扩散和分子扩散相互串联的一种过渡型扩散,过程中不存在泊淞流,而且在直接接触式膜蒸馏过程中,水的潜热随温度变化可以不用考虑.首次发现,当冷热侧温差高于30℃,随浓盐溶液在膜蒸馏过程中不断浓缩,膜渗透通量呈现倒“S”形变化,当冷热侧温差较小时,不出现倒“S”形变化.并且发现倒“S”形曲线上的第一拐点对应料液的浓度约为25﹪.详细研究了浓盐溶液膜蒸馏过程中,冷热侧温度、流速和料液浓度对浓盐溶液膜蒸馏行为的影响.提高膜渗透通量的关键是研制孔径为0.2～1.0μm和高孔隙率的疏水性微孔膜.首先我们考察了PVDF浓度对膜性能的影响,通过大量的实验得出,PVDF的适宜浓度范围为12～20wt﹪.膜孔径和孔隙率受铸膜液温度的影响很小,但受凝胶浴组成和温度的影响很大.为了改进PVDF膜性能,我们将PVDF和PS共混来研制大孔径、高孔隙率的微孔膜.聚偏氟乙烯作为第一组分（连续相）,将PS作为第二组分加入共混体系,旨在更好地提高膜性能,改善膜的透水性能和孔隙率.与单组分PVDF膜相比,PVDF/PS共混膜纯水通量和孔隙率有大幅度的提高,膜的机械性能也得到了加强.以LiCl为添加剂,聚合物浓度为14﹪时,所制膜的综合性能优良.这说明共混化是一种改善PVDF膜性能的有效方法,具有极好的实用开发价值.而且利用PVDF/PS共混可以基本不影响膜的疏水性.
直接接触式膜蒸馏;传递过程;PVDF微孔膜;PVDF/PS共混微孔膜
北京化工大学
博士
化学工程
马润宇
2002
中文
P747.1;TQ028.8
124
2004-04-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）