油水乳状液中水滴在疏水纤维丝上的聚结实验研究

采用自行设计的微通道纤维聚结装置和高速摄影系统测试油水乳状液中水滴在纤维丝表面被拦截、聚结和分离的过程.实验发现油水乳状液中水滴的碰撞合并过程存在3类:纤维丝捕获的水滴与油-水乳状液中水滴的合并、被纤维丝捕获的水滴之间的合并、乳状液中水滴间的合并.实验研究了油-水乳状液初始含水量、流动速度对纤维丝聚结器压力降和分离效率的影响.结果表明,在其他条件相同的情况下,油-水乳状液初始含水量越低、流动速度越小,分离效果越好,实验中流速为1,mm/s、初始含水量为3%,时,分离效率可达60%,.通过显微镜分析了纤维丝聚结器入口、中间以及出口处纤维床层上的水滴形貌,发现在聚结器出口处水滴直径最大,说明脱离纤维丝的水滴可能被再次捕获,继续发生碰撞聚结.

含疏水纤维的纱线对单层织物吸放湿性的影响

在不同含量表面疏水纤维的纱线织成的平纹织物的基础上,探讨了该织物的吸湿性和放湿性变化规律,研究证实当构成织物的纱线中加入少部分表面疏水纤维后,织物具有良好的吸放湿性能。

疏水SiO_(2)纤维膜的制备及其油水分离性能

探讨疏水SiO_(2)纤维膜的制备及其油水分离性能。以硅酸四乙酯和甲基三甲氧基硅烷为原料,采用静电纺丝技术制备疏水SiO_(2)纤维膜并测试其油水分离性能。结果表明:SiO_(2)纤维膜的水接触角为126°,疏水性良好,可以仅在重力作用下有效地分离不同种类的油水混合物。对于重油‐水和轻油‐水混合物的分离通量均高于16 225 L/(m^(2)·h),分离效率大于97.9%。经过10次循环后通量损失均低于3.73%,循环稳定性好。认为:疏水SiO_(2)纤维膜在环境保护方面,特别是在含油废水的处理方面具有潜在应用。

PVDF中空纤维疏水膜的鼓气吸收法海水提溴性能研究

利用聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维疏水膜进行鼓气膜吸收(ABMA)海水提溴实验。考察了吸收液浓度、温度和鼓气强度等操作条件对PVDF膜的提溴性能的影响;研究了中空纤维膜壁厚,组件形式、长度、装填密度等对ABMA提溴性能的影响。结果表明:PVDF疏水膜的壁厚增加,ABMA过程的脱溴率、溴吸收率和膜的有效溴通量明显降低;直型组件更适合ABMA提溴过程,且组件长度、装填密度增加,膜的有效溴通量降低而溴的吸收量明显提高。用内径0.80mm,壁厚0.15mm的PVDF膜,制成长90mm、装填密度14.4%的直型膜吸收组件,在鼓气强度500mol/(m2.h),吸收液浓度10mmol/L,22℃下,ABMA过程的脱溴率约89.5%,溴吸收率约68.6%,膜的有效溴通量约0.41kg/(m2.h)。

疏水改性羟乙基纤维素缔合增稠机理研究

疏水改性羟乙基纤维素(HMHEC)通过疏水缔合与水分子有较强的相互作用,从而表现出显著的增稠增黏性、耐温耐盐性和抗剪切稳定性,作为黏度控制剂、涂料添加剂、石油开采助剂具有广泛的应用前景。今研究了HMHEC对颜料粒子CaCO3和高岭土的吸附作用机理,实验发现HMHEC对颜料粒子的吸附量随HMHEC的浓度的增大而增大,随温度和颜料粒子浓度的升高而减少;通过激光粒度仪、Zeta电位仪等测试考察了HMHEC与颜料粒子吸附前后粒径以及Zeta电位的变化情况,发现了HMHEC与颜料粒子之间的相互作用除了范德华力,氢键力和静电力以外,疏水缔合作用力也起到了非常重要的作用;最后比较了HMHEC对不同类型颜料粒子的作用机理以及解释了其在涂料中的缔合增稠机理。

疏水缔合羟乙基纤维素水溶液的流变性及驱油性能

研究了疏水缔合改性羟乙基纤维素（BHEC）水溶液的流变性和驱油性能。结果表明,BHEC的临界缔合浓度在4000 mg/L左右,其增粘性能是HEC的近22倍;NaCl对BHEC水溶液有促进作用,当NaCl含量达到100000 mg/L时,BHEC的表观黏度仍然稳定在699.9 mPa.s,说明其具有良好的抗盐性。BHEC水溶液达到临界缔合浓度才具有粘弹性,并随着聚合物浓度的增加,聚合物溶液的粘弹性越显著,振荡频率越高,损耗因子越低。浓度为6000 mg/L的BHEC水溶液可在水驱基础上提高原油采收率25%~32%。

疏水改性羟乙基纤维素的流变性能研究

对疏水改性羟乙基纤维素(HMHEC)溶液的流变性质进行了系统研究,探讨了不同的浓度、温度、盐浓度、pH值和剪切速率对其溶液表观粘度的影响。结果表明HMHEC溶液临界缔合浓度为0.3 g/100 ml。当HMHEC的浓度低于临界缔合浓度时,HMHEC溶液增稠以分子内缔合为主,增稠幅度小;当高于临界缔合浓度后,便会形成以大分子间缔合为主的动态物理交联网络结构。HMHEC水溶液具有良好的耐温耐盐及抗剪切性能,而且pH稳定性良好。

醇对疏水缔合羟乙基纤维素水溶液黏度和表面张力的影响

研究了正丁醇、正辛醇、十二醇对疏水缔合羟乙基纤维素(BHEC)水溶液表观黏度的影响以及乙醇、正丁醇、乙二醇、1,2-丙二醇对BHEC水溶液表面张力的影响。实验结果表明,醇的加入,有助于提高BHEC水溶液的增黏效果,且醇的碳原子数越大,BHEC水溶液表观黏度的增幅越大;对于同一种醇,BHEC水溶液质量浓度较高(6 g/L)时,醇对其表观黏度的影响大于BHEC水溶液质量浓度较低(4 g/L)时;一元醇能降低BHEC水溶液的表面张力,二元醇能略微提高BHEC水溶液的表面张力,且醇的碳原子数越大,醇对BHEC水溶液表面张力的影响越明显。

离子液体中疏水改性羟乙基纤维素的合成

采用大分子反应法,将疏水性单体l-溴代十二烷(BD)接枝到羟乙基纤维素(HEC)上,对羟乙基纤维素进行疏水改性,制备了疏水改性羟乙基纤维素(HMHEC)。研究了离子液体种类、反应温度、羟乙基纤维素浓度和BD用量对HMHEC性能的影响。最佳合成条件为:HEC浓度为3%(质量分数),溶解时间1 h,溶解温度100℃,反应时间2 h,反应温度80℃,BD用量为2 mL。在1-烯丙基-2-甲基-咪唑氯盐体系中合成的HMHEC性能好于在1-丁基-2-甲基咪唑氯盐中合成的HMHEC。

疏水缔合羟乙基纤维素的阻力系数和残余阻力系数研究

测试了疏水缔合羟乙基纤维素（BHEC）阻力系数和残余阻力系数,并与未改性羟乙基纤维素（HEC）做对比.实验结果表明：BHEC阻力系数和残余阻力系数均随着聚合物浓度的增加而增大,当浓度超过BHEC临界缔合浓度时,其阻力系数和残余阻力系数由增加平缓变为急剧上升;随着渗透率的增大单调减小,阻力系数为12～21,残余阻力系数为6～10;随着注入速率的增加而单调递增,但增加幅度较小;随着温度的上升而下降.

超亲油疏水中空纤维膜净化液压油稳定运行工艺研究

利用超亲油疏水中空纤维膜对液压油展开净化处理,研究了过滤前后液压油的多项变化数据,并对膜系统的通量衰减和稳定运行过程进行考察。结果表明:膜过滤前后液压油的理化性质以及其他物质含量基本不变。超亲油疏水中空纤维膜对于净化液压油、稳定液压系统是可行的。

聚丙烯中空纤维膜疏水性能测试方法研究

采用切线法测量聚丙烯中空纤维膜的静态接触角,考察实验条件如平衡时间、滴液体积以及环境温湿度对膜接触角的影响,根据相对标准偏差确定接触角测试条件.在此基础上,采用原子力显微镜进行膜表面形貌表征,测量并比较聚丙烯初生纤维和商品膜的接触角,分析表面粗糙度对膜疏水性能的影响.结果表明,当液滴体积小于0.1μL,避免了液滴重力对接触角的影响,环境温湿度和平衡时间是影响测量结果的主要因素.规则的微孔结构使膜表面粗糙度增大,形成毛细效应,有效阻止了液滴铺展和滑移,膜疏水性能显著提高.当液滴体积为0.04μL,环境温度为(20±2)℃,湿度为(25±4)%^(65±4)%,液滴平衡时间为15s,膜接触角为111.2°~107.8°,相对标准偏差小于5%.

LiCl/DMAc溶剂体系中疏水改性羟乙基纤维素的合成

本文采用大分子反应法,将疏水性单体溴代十二烷(BD)接枝到羟乙基纤维素(HEC)上,对羟乙基纤维素进行疏水改性,制备了疏水改性羟乙基纤维素(HMHEC)。在LiCl/DMAc溶剂体系中,研究了催化剂用量、溶胀温度和LiCl浓度对HMHEC性能的影响,最佳合成工艺条件为:溶胀温度为150℃,催化剂KMnO4用量为0.02%,LiCl浓度为9%,反应温度为80℃,反应时间为7h,m(BD)/m(HEC)为0.4。在LiCl/DMAc体系中合成的HMHEC的黏均分子量为3.31×107,临界缔合浓度在0.4g/100mL左右。

采用疏水改性纤维膜处理热镀锌废酸液实验研究

以高孔隙率的纤维膜为气液屏障,研究采用纤维膜的膜蒸馏技术在处理热镀锌废酸液过程中的可行性与效果。结果表明,疏水改性纤维膜对废酸液中含有的Fe^2+的截留率大于99.9%,且废酸液温度越高,渗透通量越大,最大渗透通量约为3.2 kg/(m^2·h)。膜蒸馏过程中,废酸液中的HCl挥发为气体穿过纤维膜,在冷凝侧冷凝为稀盐酸。废酸中的FeCl2会提高HCl蒸气分压力,使HCl的渗透通量增大,总渗透通量减小,从而使蒸馏液中HCl含量增大,有利于回收HCl。将疏水改性纤维膜应用于膜蒸馏过程处理热镀锌废酸液是可行的。

疏水改性纤维素醚在水包水含砂多彩连续相中的应用

制备纤维素醚/保护胶(Laponite)体系的水包水含砂多彩涂料,用疏水改性的纤维素醚(HMHEC)对其连续相增稠,探讨并分析了不同分子量以及不同用量的疏水改性的羟乙基纤维素醚对体系的贮存后状态和后增稠的影响;研究了HMHEC A搭配按不同比例混合的HASE和ASE对增稠体系稳定性的影响。结果表明:分子量低的疏水改性羟乙基纤维素醚HMHEC A搭配按1∶1混合的HASE和ASE在水包水含砂多彩体连续相增稠中达到很好的贮存稳定状态和防沉效果。

P(VDF-HFP)/SiNPs-PVDF双层疏水复合膜电纺制备及其应用

采用静电纺丝技术,以筛孔75μm涤纶网为支撑层,N,N-二甲基甲酰胺、丙酮为混合溶剂,制备偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(P(VDF-HFP))/疏水气相纳米SiO_2颗粒-聚偏氟乙烯(SiNPs-PVDF)双层疏水纳米纤维复合膜,考察了纺丝时间和SiNPs等对膜性能的影响,表征了膜特性,结果表明,复合膜红外特征峰明显;在双层膜总纺丝时间一定的条件下,随表层纺丝时间的延长,双层膜平均孔径均呈减小趋势,膜通量下降但抗润湿性能却得以提高;此外,添加SiNPs可进一步增强双层膜的抗润湿性,延长膜的可持续运行时间。以53℃、质量浓度35g/L的NaCl溶液为料液进行持续性直接接触式膜蒸馏脱盐实验,当渗透温度为20℃时,各复合膜盐截留率均能达到99.99%以上,P(VDF-HFP)/SiNPs-PVDF复合膜最长可持续运行90h。

膜蒸馏海水淡化过程研究:三种膜蒸馏过程的比较

采用聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维疏水微孔膜,以质量分数3.5%NaCl水溶液为模拟海水测试液,进行膜蒸馏脱盐实验.比较了真空(VMD)、气扫式(SGMD)和直接接触膜蒸馏(DCMD)过程的脱盐性能,考察了料液温度、流速、浓度以及冷侧冷凝条件等操作条件对过程性能的影响.结果表明:VMD过程的产水通量最高,达到21.8 L/(m2.h);DCMD次之,SGMD最小.三种MD过程的渗透通量均随料液温度的升高而增大,随料液浓度的增加而降低;SG-MD和VMD过程通量分别随冷侧气体流速和真空度增加而提高,而DCMD过程通量则几乎不随冷却水流速变化而改变.SGMD、DCMD和VMD过程的脱盐率分别为99.97%、99.98%和99.99%,几乎不随操作条件而改变.

疏水性中空纤维微孔膜无泡曝气试验研究

利用疏水性聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜及组件开展膜无泡曝气研究。通过检测膜组件的泡点,发现一定浸没深度下静水中膜组件的泡点高于紊流状态下的,且泡点随水流速度的增大而减小。考察水力条件和曝气压力对曝气效果的影响,并与常规曝气头曝气作比较。结果表明:将气压控制在泡点以内时,充氧能力随液体循环流量的增大、气压的升高而增强;而当气压超过泡点时,供氧初期充氧能力显著,但随曝气时间的延长增幅降低。中空纤维膜的曝气性能优于曝气头的。

减压膜蒸馏法浓缩反渗透浓水试验研究

利用新型聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维疏水膜,采用减压膜蒸馏(VMD)法对石化企业废水的反渗透(RO)浓水进行脱盐、浓缩处理。研究了对浓水及预处理除硬后浓水的VMD浓缩过程中膜的通量、产水和浓缩液水质的变化规律;采用扫描电镜(SEM)及能谱议(EDS)分析了膜表面形貌及元素组成,研究了VMD过程通量下降的原因。结果表明,微溶无机盐的沉积是造成VMD过程通量降低的主要原因。RO浓水经过预处理后,在真空度0.095MPa,原水温度70℃,流速0.66m·s-1的条件下,VMD过程通量达25.83kg·m-·2h-1,将其浓缩至20倍时通量仍保持在11.7kg·m-·2h-1,产水电导保持在4μS·cm-1以下。

反渗透浓水除硬方法及其对减压膜蒸馏过程的影响

采用高通量聚偏氟乙烯疏水中空纤维膜对某石化废水经反渗透(RO)处理后的浓水进行减压膜蒸馏(VMD)浓缩处理。着重研究了RO浓水除硬方法、除硬药剂用量及其对VMD法RO浓水处理过程中膜通量衰减的影响。结果表明:采用烧碱法或石灰-纯碱法,加入适量除硬药剂后均可使RO浓水中硬度的去除率达96%以上。RO浓水经过除硬处理后,VMD过程的初始通量达25.8 kg/(m2·h),将RO浓水浓缩至10倍时,通量仍保持在14.8 kg/(m2·h);而对未除硬RO浓水的VMD过程,初始通量为22.3 kg/(m2·h),浓缩至2.5倍时通量即降低至10.2 kg/(m2·h)。