膜法氣體脫濕是一項有前景和吸引力的高新技術(shù),具有占地面積小、操作靈活、成本低、耗能低等獨特優(yōu)勢,在煙氣脫水、天然氣除濕、壓縮空氣干燥以及保護氣下蔬菜和水果的儲存等領(lǐng)域有重要應(yīng)用。為了解決氣體脫濕膜通量低的問題,本文通過將碳納米管摻雜到聚合物基質(zhì)中達到同時提高選擇性和滲透性的目的:同時為了解決納米粒子分散性問題,并利用碳納米管穩(wěn)定規(guī)整的納米通道來進一步提高膜氣體脫濕性能,采用外加直流電場的方法促使碳納米管在聚合物基質(zhì)中取向,具體研究內(nèi)容如下:選用聚砜（PSF）膜為多孔支撐層,聚醚嵌段酰胺（PEBA）為基質(zhì)材料,羧基化多壁碳納米管（CNTs）為無機添加粒子,采用其混法制備了碳納米管含量為0.01%～0.06%的PEBA/CNTs混合基質(zhì)膜。采用SEM、FT-IR、XRD對PEBA/CNTs膜表面形貌和結(jié)構(gòu)進行了表征,結(jié)果表明碳納米管對PEBA的化學(xué)結(jié)構(gòu)無影響,添加少量碳納米管會稍微降低混合基質(zhì)膜的結(jié)晶度,進一步增加碳納米管含量會導(dǎo)致微晶產(chǎn)生。研究了碳納米管含量對膜表面親水性和氮氣脫濕性能的影響,隨著羧鑒化碳納米管含量增加,膜表面親水性先增加后幾乎保持不變,膜的滲透性和選擇性均有顯著提高,當(dāng)... 

【文章來源】：天津工業(yè)大學(xué)天津市

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１氣體膜分離過程示意圖??Ｆｉｇ．?１－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｇａｓ?ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｂｙ?ｍｅｍｂｒａｎｅ??

一??Ｄｒｉｖｉｎｇ?ｆｏｒｃｅ：?Ａ?Ｐ，?ＡＣ，?ＡＴ??圖１－１氣體膜分離過程示意圖??Ｆｉｇ．?１－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｇａｓ?ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｂｙ?ｍｅｍｂｒａｎｅ??（ｉ）氣體在多孔膜中傳遞機理??氣體在多孔膜中實現(xiàn)分離主要是利用氣體分子與多孔介質(zhì)之間的相互作??用、孔徑、內(nèi)孔表面性質(zhì)，多孔膜孔徑一般在５？３０?ｎｍ左右。氣體在多孔膜??中的傳遞機理主要包括：努森擴散、表面擴散、毛細(xì)管凝結(jié)和分子篩分等Ｎ??（如?Ｌ冬Ｉ?１－２）。??１?脈?０?ｗｍ＾?〇??ｃ。＊。?。?ａ?？?０?３?？。??〇?？?？?Ｃ?００?發(fā)？?？?ｏ?ｏ??（ａ）?Ｋｎｕｄｓｅｎ?（ｂ）?ｓｕｒｆａｃｅ??ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ?ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ??０??〇?〇紗。??ｃ?ｆｔ?ｏ?ｏ?ｏ?ｏ?ｃ?ｏ?ｏ?輸逾?〇〇〇〇?〇?＾??：?〇ＳＳ％。。〇??（ｃ）?ｃａｐｉｌｌａｒｙ?（ｄ）?ｍｏｌｅｃｕｌａｒ??ｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ?ｓｉｅｖｉｎｇ??圖１－２氣體在多孔膜中的擴散機理示意圖??Ｆｉｇ．?１－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｏｆ?ｇａｓ?ｉｎ?ｐｏｒｏｕｓ?ｍｅｍｂｒａｎｅ??Ａ．努森擴散??脫孔徑遠(yuǎn)小于分子平均運動自由程，氣體分子與孔壁之間的碰撞占主導(dǎo)??作用，此吋?xì)怏w分子的傳遞屬于努森擴散。對于混合氣體來說，其分丫？量不??同，從而通過微孔的傳遞速率不同，分子量相差越大，分離系數(shù)越高。分離??系數(shù)用如下公式計算

一??Ｄｒｉｖｉｎｇ?ｆｏｒｃｅ：?Ａ?Ｐ，?ＡＣ，?ＡＴ??圖１－１氣體膜分離過程示意圖??Ｆｉｇ．?１－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｇａｓ?ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｂｙ?ｍｅｍｂｒａｎｅ??（ｉ）氣體在多孔膜中傳遞機理??氣體在多孔膜中實現(xiàn)分離主要是利用氣體分子與多孔介質(zhì)之間的相互作??用、孔徑、內(nèi)孔表面性質(zhì)，多孔膜孔徑一般在５？３０?ｎｍ左右。氣體在多孔膜??中的傳遞機理主要包括：努森擴散、表面擴散、毛細(xì)管凝結(jié)和分子篩分等Ｎ??（如?Ｌ冬Ｉ?１－２）。??１?脈?０?ｗｍ＾?〇??ｃ。＊。?。?ａ?？?０?３?？。??〇?？?？?Ｃ?００?發(fā)？?？?ｏ?ｏ??（ａ）?Ｋｎｕｄｓｅｎ?（ｂ）?ｓｕｒｆａｃｅ??ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ?ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ??０??〇?〇紗。??ｃ?ｆｔ?ｏ?ｏ?ｏ?ｏ?ｃ?ｏ?ｏ?輸逾?〇〇〇〇?〇?＾??：?〇ＳＳ％。。〇??（ｃ）?ｃａｐｉｌｌａｒｙ?（ｄ）?ｍｏｌｅｃｕｌａｒ??ｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ?ｓｉｅｖｉｎｇ??圖１－２氣體在多孔膜中的擴散機理示意圖??Ｆｉｇ．?１－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｏｆ?ｇａｓ?ｉｎ?ｐｏｒｏｕｓ?ｍｅｍｂｒａｎｅ??Ａ．努森擴散??脫孔徑遠(yuǎn)小于分子平均運動自由程，氣體分子與孔壁之間的碰撞占主導(dǎo)??作用，此吋?xì)怏w分子的傳遞屬于努森擴散。對于混合氣體來說，其分丫？量不??同，從而通過微孔的傳遞速率不同，分子量相差越大，分離系數(shù)越高。分離??系數(shù)用如下公式計算

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本文編號：2972734