結(jié)晶的介穩(wěn)區(qū)寬度是初始晶核自發(fā)形成時的最大過冷度或最大過飽和度,它是直接指導(dǎo)結(jié)晶過程設(shè)計的晶體成核基礎(chǔ)數(shù)據(jù),實時地成核檢測以及介穩(wěn)區(qū)寬度的精確測定對結(jié)晶過程控制和工藝設(shè)計意義重大�，F(xiàn)階段使用最廣的光學(xué)法,無法檢測低透光、高色級溶液體系的成核,開發(fā)一種適用于全色級溶液體系以及能解決復(fù)雜相界面成核響應(yīng)問題的、快速精確介穩(wěn)區(qū)測定方法非常有必要。本文根據(jù)膜蒸餾過程中膜選擇性脫除溶劑、膜孔區(qū)域成核導(dǎo)致通量驟減的原理,提出了微孔膜界面響應(yīng)結(jié)晶成核的方法,通過與激光法對比,能夠更早響應(yīng)成核。為了提高測試的精度,在原響應(yīng)方法的基礎(chǔ)上進行改進,實驗跨膜通量與理論預(yù)測通量之間的偏差值ΔJ/Δt作為標(biāo)準(zhǔn)去衡量微孔膜界面上是否產(chǎn)生初始成核。因為膜孔很小,平均孔徑為0.1~1μm,微小的初始晶核堵孔屬于亞微米級成核響應(yīng)過程,傳統(tǒng)的光學(xué)方法或者化學(xué)方法都無法做到,以此實現(xiàn)初始成核的快速檢測以及介穩(wěn)區(qū)寬度的精確測定。本文將該方法應(yīng)用于硝酸鉀、氯化鈉、硫酸鈷、硫酸鎳和氯化銅幾種二元水溶液體系成核生長和介穩(wěn)區(qū)寬度測定,探究其可行性和測定精度。結(jié)果表明,對于硝酸鉀水溶液體系,微孔膜界面響應(yīng)法的通量衰減轉(zhuǎn)折點總是早于激光法的光強信號轉(zhuǎn)折點,測定的介穩(wěn)區(qū)寬度分別為3.79±0.05wt%和5.76±0.15wt%,說明微孔膜界面響應(yīng)更加靈敏,介穩(wěn)區(qū)測定結(jié)果更加精確;進一步,提出改進的微孔膜界面響應(yīng)法處理膜通量數(shù)據(jù),將通量對時間導(dǎo)數(shù)的第一個峰值,確定為初始成核響應(yīng)點,測定介穩(wěn)區(qū)寬度。測定氯化鈉溶液結(jié)晶介穩(wěn)區(qū)時,45min時發(fā)生響應(yīng),測定介穩(wěn)區(qū)寬度為0.74±0.05 wt%,而對于激光法,133min檢測到晶核生成,介穩(wěn)區(qū)寬度為1.52±0.15 wt%,說明改進的微孔膜界面響應(yīng)有效提升了對初始晶核檢測的精度;對于低透光率、有色鹽溶液體系,激光光強信號極低、無法測定,而微孔膜界面響應(yīng)法可以完成相應(yīng)體系的成核響應(yīng),實現(xiàn)全色級溶液體系介穩(wěn)區(qū)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)測定。實驗跨膜通量隨溫度升高、流速增大而增大,測定的結(jié)晶介穩(wěn)區(qū)寬度也隨之變大,成核響應(yīng)時間遠早于光學(xué)方法。本文還考察了不同料液體積及膜面積對結(jié)晶介穩(wěn)區(qū)的影響,當(dāng)料液體積小或有效膜面積大時,溶液濃縮速率提升,膜表面更易發(fā)生晶體成核。對比晶體生長狀態(tài)與響應(yīng)的不同階段,揭示了膜表面動態(tài)顆粒附著降低膜通量、實現(xiàn)成核現(xiàn)象響應(yīng)的機制,也為微孔膜界面響應(yīng)法的測試精度進一步提升提供了思路。這一新型的微孔膜界面響應(yīng)可為典型和新型結(jié)晶過程的工藝設(shè)計和優(yōu)化提供重要的結(jié)晶介穩(wěn)區(qū)基礎(chǔ)數(shù)據(jù),是在線研究初始成核過程的一個新方向。
【學(xué)位單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TQ026.5
【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
1 文獻綜述
    1.1 結(jié)晶
        1.1.1 結(jié)晶成核
        1.1.2 過飽和度
    1.2 結(jié)晶介穩(wěn)區(qū)
        1.2.1 介穩(wěn)區(qū)寬度的影響因素
        1.2.2 介穩(wěn)區(qū)寬度的測定方法
    1.3 膜蒸餾-結(jié)晶技術(shù)概述
        1.3.1 膜蒸餾技術(shù)原理及類型
        1.3.2 膜蒸餾-結(jié)晶過程
    1.4 論文選題意義及研究內(nèi)容
2 微孔膜界面響應(yīng)過程儀器研制
    2.1 結(jié)晶介穩(wěn)區(qū)測定和過程調(diào)控儀器研制的重要意義
    2.2 微孔膜界面響應(yīng)的結(jié)晶介穩(wěn)區(qū)測定及過程調(diào)控儀器裝配及功能集成
        2.2.1 儀器研發(fā)的設(shè)計思路
        2.2.2 儀器裝配及其功能
        2.2.3 微孔膜界面響應(yīng)儀器的研制
    2.3 微孔膜界面響應(yīng)的結(jié)晶介穩(wěn)區(qū)測定及過程調(diào)控儀器穩(wěn)定性檢測
    2.4 本章小結(jié)
3 微孔膜界面響應(yīng)法對全色級溶液介穩(wěn)區(qū)寬度的研究
    3.1 實驗部分
        3.1.1 實驗藥品及儀器設(shè)備
        3.1.2 實驗裝置流程及操作
    3.2 微孔膜界面響應(yīng)法測定結(jié)晶溶液介穩(wěn)區(qū)寬度
        3.2.1 介穩(wěn)區(qū)寬度的理論模型
        3.2.2 微孔膜界面響應(yīng)原理
        3.2.3 微孔膜界面響應(yīng)法與激光法測定硝酸鉀溶液體系介穩(wěn)區(qū)
    3.3 改進的微孔膜界面響應(yīng)法測定溶液初始成核
        3.3.1 微孔膜界面響應(yīng)初始成核的原理
        3.3.2 改進的微孔膜界面響應(yīng)法測定氯化鈉溶液介穩(wěn)區(qū)寬度
        3.3.3 改進的微孔膜界面響應(yīng)法測定高濃度低透光率體系溶液介穩(wěn)區(qū)寬度
    3.4 本章小結(jié)
4 微孔膜界面響應(yīng)成核生長機制及測試方法優(yōu)化
    4.1 實驗部分
        4.1.1 實驗藥品及儀器設(shè)備
        4.1.2 實驗裝置流程及操作
    4.2 微孔膜界面響應(yīng)操作參數(shù)的調(diào)控
        4.2.1 不同料液體積對微孔膜界面響應(yīng)的影響
        4.2.2 不同膜面積對微孔膜界面響應(yīng)的影響
    4.3 膜表面晶體生長狀態(tài)對微孔膜界面響應(yīng)成核的影響
        4.3.1 膜表面晶體的生長與脫落
        4.3.2 微孔膜界面響應(yīng)與晶體成核生長關(guān)系分析
    4.4 本章小節(jié)
結(jié)論
創(chuàng)新點與展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 梁海英;鞠微;吳振東;傅元勇;焦學(xué)勝;;核微孔膜防霧霾口罩濾片的研制[J];中國原子能科學(xué)研究院年報;2016年00期

2 徐凱;張師軍;;透氣微孔膜制備方法及透氣機理的研究進展[J];合成樹脂及塑料;2009年05期

3 沈熔;菅康莊;劉義銳;;聚偏氟乙烯微孔膜的研制[J];膜科學(xué)與技術(shù);1988年01期

4 吳庸烈,劉衛(wèi)宏,張華杰,楊金榮,徐紀(jì)平;沉淀劑組成對聚偏氟乙烯微孔膜孔結(jié)構(gòu)的影響[J];膜科學(xué)與技術(shù);1989年03期

5 張效林,韋秀清,張宏夫;聚砜-鈦復(fù)合微孔膜研究[J];西北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);1989年03期

6 新型;;寧波材料所在生物基聚合物微孔膜制備及改性方面取得研究進展[J];化工新型材料;2016年12期

7 ;寧波材料所劉富研究員課題組在聚合物微孔膜剛性界面構(gòu)造及油水分離方面取得進展[J];膜科學(xué)與技術(shù);2017年02期

8 宋鵬飛;劉振;;PVDF微孔膜的制備和性能研究[J];中國科技論文;2017年10期

9 沈惠娟;;聚四氟乙烯微孔膜的研究進展[J];化學(xué)工程與裝備;2009年11期

10 王道登;孫建中;周其云;;工藝條件對LLDPE/POE/CaCO_3微孔膜的孔結(jié)構(gòu)及防水透濕性能的影響[J];功能高分子學(xué)報;2008年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 牛書通;中低能離子在微孔中輸運過程的研究[D];蘭州大學(xué);2018年

2 李薛宇;同步輻射X射線散射研究聚乙烯微孔隔膜加工物理[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2017年

3 潘健;乙烯—三氟氯乙烯共聚物微孔膜結(jié)構(gòu)控制及性能研究[D];天津工業(yè)大學(xué);2017年

4 谷繼峰;鋰離子電池用聚烯烴微孔膜的拉伸工藝及表面涂覆改性研究[D];河南師范大學(xué);2018年

5 王俊;10～18keV O~-負離子與絕緣體微孔膜相互作用的研究[D];蘭州大學(xué);2009年

6 戴清文;聚電解質(zhì)表面修飾聚丙烯微孔膜的研究[D];浙江大學(xué);2004年

7 鄧紅濤;脂肪酶在聚丙烯微孔膜上的固定化研究[D];浙江大學(xué);2005年

8 楊振生;熱致相分離法iPP中空纖維微孔膜及其形態(tài)結(jié)構(gòu)研究[D];天津大學(xué);2005年

9 宇海銀;聚丙烯微孔膜表面的抗污染性改性研究[D];浙江大學(xué);2006年

10 張春芳;熱致相分離法制備聚乙烯微孔膜的結(jié)構(gòu)控制及性能研究[D];浙江大學(xué);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 付文濤;功能化納米二氧化硅復(fù)合聚烯烴微孔膜的制備及性能研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2019年

2 趙蕊;微孔膜界面響應(yīng)法精確測定結(jié)晶介穩(wěn)區(qū)研究[D];大連理工大學(xué);2019年

3 楊焯;聚苯硫醚基微孔膜的制備及其應(yīng)用研究[D];天津工業(yè)大學(xué);2019年

4 牛犇;低能電子在PET微孔膜中的傳輸[D];蘭州大學(xué);2019年

5 姜郁;基于聚乳酸和醋酸纖維素可降解超濾膜的制備及研究[D];長春工業(yè)大學(xué);2019年

6 金宇濤;熱致相分離法制備聚偏氟乙烯微孔膜及親水化改性研究[D];北京化工大學(xué);2018年

7 李金瑞;微模塑協(xié)同浸沒凝膠法PVDF高度疏水微孔膜的制備與表征研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2016年

8 于泳波;超疏水PVDF復(fù)合微孔膜的制備與膜性能研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2017年

9 宋瓊芳;基于納米微球自組裝技術(shù)的多層微孔膜制備及其CO_2吸附性能研究[D];湖北大學(xué);2018年

10 張航;基于水凝膠涂層法的聚四氟乙烯微孔膜親水改性研究[D];浙江理工大學(xué);2019年

本文編號：2885822