乳液液膜法对水中对氨基苯甲酸分离富集的研究

用以磷酸三丁脂(TBP)为流动载体的乳液液膜体系对水中的对氨基苯甲酸(PABA)的分离富集进行了研究,考察了影响液膜分离富集PABA的各种因素,同时对PABA在不同pH值水溶液中的存在形态、PABA在液膜分离富集中的传质机理等进行了分析讨论。结果表明在适宜的乳液液膜操作条件下,对含有500mg/L对氨基苯甲酸的料液,经过一级液膜提取分离,对氨基苯甲酸的提取率可达99%,提取分离效果良好。

液滴碰撞液膜复合level set-VOF法的数值分析

液滴碰撞液膜现象广泛存在于化工领域中。采用CLSVOF法建立了液滴碰撞液膜数值模型,并开展实验验证了模型的准确性。通过分析结果,研究了碰撞速度对液滴运动形态的影响,揭示了液滴内部流动传热和飞溅机理,并探索了液滴撞击液膜动力学和传热特性随碰撞速度的变化规律。研究表明:液滴碰撞液膜后随碰撞速度的增加依次呈现出波动、皇冠射流和射流飞溅等形态;碰撞速度越大,射流飞溅特征越明显。碰撞中心区域较大的压力梯度是液滴铺展的主要原因;铺展边缘较大气液压差是产生射流的主要原因;射流区域内速度间断是皇冠射流发展的关键因素;空气剪切及毛细波的作用是射流颈部收缩和产生飞溅的关键。碰撞速度越大,液滴的铺展系数、无量纲射流高度和壁面最大平均热流密度越大,无量纲液面中心相对高度越小;随着液滴雷诺数的增加,壁面最大平均热流密度的碰撞速度效应逐渐减小。

液/液膜吸收法处理氨氮废水过程中渗透蒸馏的抑制

对用液/液膜吸收法处理水中氨氮过程中,伴生的水渗透蒸馏的抑制方法进行了研究。结果表明:料液中氨氮浓度高,其水的渗透蒸馏通量小;料液中含有一定的盐分,可抑制水的渗透蒸馏;适当降低料液温度,提高吸收液温度,对抑制料液水的渗透蒸馏有一定作用,其过程对传质系数影响不大。液/液膜吸收法处理含有一定盐分的,具有高浓度氨氮的废水,是可行的,具有广泛的工业应用价值。

烃类气体对泡沫液膜稳定性影响的微观机制

利用分子动力学方法构建气相层-表面活性剂/聚合物分子层-含无机盐离子的水相夹层模拟体系,微观揭示烃类气体类型对水基泡沫液膜排液特性与Ostwald熟化作用的影响机制。结果表明:相比于N2泡沫,烃类气体产生水基泡沫的液膜稳定性降低,且随着碳数增加,表面张力逐渐增大,界面形成能绝对值逐渐减小,泡沫液膜排液能力增强,第一水化层内水分子扩散系数从CH4水基泡沫体系的1.73×10^(-5)cm^(2)/s增大到C3H8水基泡沫体系的2.40×10^(-5)cm^(2)/s,相应界面水层厚度、水化层内水分子配位数则分别从10.93A和2.11减小到7.72A和1.96;由气体分子界面聚集引起的Ostwald熟化作用是影响泡沫液膜稳定性的关键;同时对于碳数高的烃类气体分子,更易渗透其所形成的泡沫液膜而诱发泡沫衰变与破裂,反映出表面活性剂分子的界面吸附构型直接影响着Ostwald熟化作用。

液膜萃取技术在环境样品前处理中的应用

对液膜萃取技术在环境样品前处理中的应用进行了综述。其应用概括起来分为以下3类:以扁平膜为基础的支撑液膜萃取(SLME)和微孔膜液液萃取(MMLLE),以中空纤维膜为基础的液相微萃取(HFLPME)。分别介绍了这3类方法的萃取装置、原理及在环境样品前处理中的实际应用。

液/液膜吸收技术及其在水处理中的应用研究

阐述液/液膜吸收法的基本原理及其应用液/液膜吸收方法在进行水处理过程中,膜材料、料液温度、浓度、料液pH值、流速和膜污染等因素对传质过程的影响,并介绍了液/液膜吸收法在水处理中的一些应用状况.

喷淋冷却器内液滴撞击液膜的传热数值模拟

液滴撞击液膜是喷淋冷却过程中的常见现象,利用欧拉多相流模型与连续表面力模型模拟了液滴撞击液膜的传热过程,其中液滴撞击液膜的飞溅规律与实验结果一致.分析了液滴撞击液膜飞溅半径与飞溅高度的变化规律,并进一步分析了撞击速度、液滴直径、液膜深度、壁面温度对液滴-液膜撞击传热量的影响,结果表明增加撞击速度、液滴直径、液膜深度有助于提高喷淋冷却的效果.

中空纤维膜液液微萃取法测定氢化可的松-蛋白质结合率

提出了一种利用中空纤维膜液液微萃取—高效液相色谱直接测定氢化可的松与蛋白质结合率的新方法.正辛醇相体积小且允许剧烈搅拌,样品消耗量小、时间短,是测定药物蛋白质结合率的好方法.

竖直平板上含活性剂液膜排液过程不稳定现象的数值模拟

基于润滑理论建立了表面速度、液膜厚度和活性剂浓度的二维演化模型。在弯月面位置施加展向扰动,通过数值计算得到了该局部扰动随排液的发展过程和Marangoni效应的影响规律。结果表明:施加展向扰动后,弯月面处立即出现扰动波纹,但扰动因重力阻碍随排液迅速减弱;在排液后期,弯月面区域扰动波纹再现并逐渐向顶端发展。随Marangoni效应的增强,在排液前期,活性剂逆流区扩大;在排液后期,液膜扰动能量增长度、波纹不规则性加强,进而对液膜的稳定产生了不利影响。

人工关节弹流润滑供液条件分析

在人工关节弹流润滑中,如果润滑剂供应不足,则会出现乏液现象。分析了球坐标系下不同的供液膜厚、载荷及径向间隙对乏液润滑行为的影响。结果表明:当供液膜厚较小时,压力区也较小,乏液现象较严重,但润滑液利用率较高。当载荷逐渐增大时,压力区增大,润滑液膜产生的压力变大,液膜起始处膜厚值也较大。径向间隙越大,压力区越小,润滑液膜产生的压力越高,液膜起始处的膜厚值也越大,但起始位置更接近于接触区中心。

芳香胺类化合物的微孔膜液液萃取-毛细管电泳分析

芳香胺由于其广泛的应用如工业生产中合成染料、杀虫剂、橡胶、塑料、粘合剂、药物的中间体或工业及发动机润滑油中的抗氧化添加剂已成为众所周知的环境污染物[1～3].其中有些芳香胺毒性很强,有些则是潜在的致癌物质[4～6].比如:4-氨基联苯和2-萘胺就是所熟知的致癌物[5,7,8].另外在环境中它们也可能通过一系列反应转化为毒性比较强的亚硝基化合物[9],进而通过各种可能的途径进人环境中,因此,它们通过直接接触或间接污染人们的生活环境从而对人类的健康构成了严重的威胁.基于此,建立简单、快速、灵敏及环境友好的环境水样品的芳香胺分析方法是非常必要的.……

针栓式喷注器液膜下漏率预估模型

为了对针栓式喷注器液膜下漏率进行准确预测,基于针栓式喷注单元喷雾场结构分析,结合理论推导、数值仿真及试验研究3种方法建立了液膜液束各自变形的相对变形量模型;在考虑液膜液束变形的基础上,引入相互影响系数表征多喷注单元间相互影响,建立了实际阻塞率和实际下漏率模型。通过数值仿真及试验结果的多参数充分验证,结果表明:理论预估模型与数值仿真及试验结果一致性较好。液膜液束相互作用下,液膜绕液束流动和液束根部横截面前后缘位置移动不同步导致的展向变宽分别是液膜和液束发生变形的主因,且有效动量比越大,液膜相对变形越大,液束相对变形越小。对于一定阻塞率的几何结构,结果表明:下漏率随着有效动量比的增大而增大,增大趋势呈先快后缓,且实际下漏率均小于几何下漏率,这是由膜束变形导致的实际阻塞率比几何阻塞率更大造成的。另外,发现液膜下漏率仅与表征流场结构(有效动量比)及几何结构的无量纲参数(液膜厚度与液束直径之比和阻塞率)有关,与喷射速度的绝对值无关,并给出了模型中的常系数供工程设计预估使用,对从设计初期就考虑针栓头的热防护问题具有重要的指导意义。

准逆流液-液膜接触器传热传质研究

本文提出了一种准逆流平行板式膜吸收热泵(液-液膜接触器)并用于流体加热。制冷剂(水)和吸收剂(盐溶液)以逆流和错流相结合的形式(准逆流)流动,被半透膜隔开。该膜只允许水蒸气的渗透,盐溶液从水中吸收水蒸气。潜热和混合热被释放到溶液侧,使低温热量转换为可用的高温热量。为了研究膜式热泵内的热量和质量的耦合传递,选择相邻流道、两块膜及其空气隙作为研究对象建立数学模型。使用有限差分法求解动量、热量和质量传递的控制方程,得到溶液的温升。结果表明,潜热传递参数比显热传递参数对溶液温升的影响更大。

表表面活活性剂浓浓度对对泡沫体体系稳稳定性的影响响

主要探探讨了在泡沫体体系内,表面活性剂对泡沫沫稳定性的影响响,以表活剂浓浓度为主要研究究点,总结了不不同表活剂浓度度下气泡的聚并并过程,还分析析了液膜的排液液过程,指出界界面流变学因素素以及表活剂高高浓度情况下的的胶束分层现象象是影响泡沫稳稳定的主要因素素。表活剂浓度低低于CMC时,界面流变学因因素起主要决定定作用;表活剂剂浓度高于CMC时,胶团分分层起主要决定定作用。

开关型Pickering乳液体系

Pickering乳液以胶体尺寸的固体粒子代替传统表面活性剂作为稳定剂,具有超稳定,生物相容性好以及对环境友好等优点。开关型Pickering乳液可随pH值、CO2/N2浓度、温度、磁场强度及光强度等条件的变化而改变固体乳化剂的表面润湿性,实现在"乳化"与"破乳"之间的快速转换,在非均相催化、乳液聚合等诸多领域有广泛的应用前景。本文全面总结了近年来开关型Pickering乳液的研究进展及其在界面催化系统、液膜处理有机废水、药物的包封与释放等方面的应用。

颗粒气泡黏附科学——微纳尺度下颗粒气泡黏附试验研究进展

自20世纪30年代始,微纳尺度下的颗粒气泡黏附就引起了学者的广泛关注并逐渐涌现出一系列试验技术探索颗粒气泡黏附机理。在宏观尺度下颗粒气泡黏附研究进展的基础上,系统的对微纳尺度下颗粒气泡间相互作用力及液膜薄化破裂动力学试验技术研究进展进行综述。技术总体上可以分为两类:力测量法及排液法。排液法是通过光学显微干涉技术直接获得气液界面变形及排液动力学数据,通过耦合扩展DLVO理论及排液方程求解作用力信息,如单气泡撞板显微干涉技术、薄膜压力平衡技术及表面力分析仪等。力测量法则主要是借助胶体探针原子力显微镜(AFM)测试颗粒气泡间表面力及流体阻力,通过流体力学排液模型模拟液膜薄化破裂动力学行为。排液法和力测量法均发现疏水力是颗粒气泡间液膜快速薄化并破裂的根本原因,其中排液法所获得的疏水力倾向于一种长程作用力,而力测量法得到的疏水力为短程作用力,造成这种差异的原因仍不明确。随着AFM-反射干涉对比显微镜联用、变形体系力分析仪和薄液膜力分析仪等技术的问世,作用力和液膜排液的同步测试已经成为一种技术趋势,充分助力了浮选颗粒气泡黏附基础研究。基于现有研究进展应进一步开展颗粒气泡间疏水力的系统研究,通过借助不同检测技术的优势互补及分子动力学模拟等手段,有望从根本上阐明这一科学问题。

油中水滴静电聚并微观机理研究

利用电场对多相体系进行分离处理广泛应用于石油化工等行业,电场力作用下液滴间的相互运动聚并是聚结的基础和前提条件.本文从液滴间静电力学模型出发,通过动态微观实验对液滴的聚并过程进行了完整的记录和分析,确定不同实验条件下液滴的聚并方式和角度,以及液滴从静止状态到发生相对运动时的临界条件.结果发现当两等大液滴间距与液滴半径之比大于1时,液滴间中心连线与电场力夹角θ<54.7°或θ>125.3°,两液滴间作用力表现为吸引力,当液滴间距较小时,能产生聚结的最大倾角增大为81.3°.液滴间相对距离增大时,移动临界电场强度迅速升高,较大液滴发生相对移动所需的场强低于小颗粒液滴.实验结果验证了相关理论,进一步完善了静电聚结机理.

人工地震波强化泡沫稳定性微观动力学模型

针对低频人工地震波对泡沫稳定性的协同强化效应,基于垂直液膜排液模型和波动理论,建立了低频人工地震波激励下泡沫稳定性微观动力学模型;采用高阶偏微分方程组无因次变换、隐式和显式差分方法对该模型进行复合求解并验证了模型的可靠性,对低频人工地震波作用下的泡沫液膜厚度、表面活性剂浓度分布及排液速度等进行了定量化分析。研究表明,低频振动可降低排液后期泡沫液膜中表面活性剂浓度最大值与最小值之差,强化Marangoni效应的作用效果,提高了泡沫液膜的稳定性。当振动频率接近泡沫液膜固有频率时振动效果最佳,最佳振动频率约为50 Hz。振动加速度越大,泡沫液膜中表面活性剂浓度的恢复速度越快,Marangoni效应延缓泡沫液膜排液的能力越强,稳泡性能越好,但振动加速度并非越大越好,最佳振动加速度约为0.5倍重力加速度。合理的振动参数会大幅提高Marangoni效应的作用效果,表面活性剂初始浓度越小,振动提高Marangoni效应效果越好。

对乳酸发酵中反馈抑制消除方法的探讨

本文介绍了目前国外所研究的乳酸发酵消除产物抑制的各种新型分离方法，主要为：有机溶剂的液－液萃取法、乳状液膜萃取法、双水相萃取法、膜循环反应器法和离子交换树脂法。分析了各种方法消除产物抑制的原理，并探讨了各自所存在的优缺点及与工业化的距离。