聚丙烯中空纖維膜的制備及應(yīng)用研究.pdf

1、真空膜蒸餾(VMD)在處理反滲透濃鹽水和濃縮回收有機溶劑方面有良好的應(yīng)用前景。本文分別對鹽/水體系和N-甲基吡咯烷酮(NMP)/水體系進行VMD實驗，對NMP/水體系進行全面深入的實驗和理論分析。
　　首先，本文開展了適用真空膜蒸餾的聚丙烯(PP)中空纖維膜制備和結(jié)構(gòu)表征的研究。采用熔融紡絲-拉伸法，深入考察了制膜工藝對膜性能的影響，主要包括紡絲速度、重結(jié)晶溫度和時間、拉伸倍數(shù)和熱定型溫度等。結(jié)合對其微觀結(jié)構(gòu)的表征，研究了制膜過程

2、中微觀結(jié)構(gòu)的變化，揭示成孔機理。結(jié)果表明適當(dāng)?shù)奶岣呒徑z速度有利于初生纖維的結(jié)晶，拉伸成膜后具備較大的氣體通量。重結(jié)晶的作用在于使初生纖維形成片晶結(jié)構(gòu)。增大卷繞速度和拉伸倍數(shù)，有利于增大氣體通量。
　　其次，采用熔融紡絲-拉伸法制備的PP中空纖維膜，進行了反滲透濃鹽水的VMD實驗，詳細考察了進料溫度、進料濃度、進料流速及真空度等對VMD過程的影響，得到實驗條件下處理濃鹽水的最佳工藝條件。
　　再次，研究了VMD濃縮NMP/水溶

3、液過程。采用不同孔徑的PP中空纖維膜，對料液溫度、流速、濃度及真空度等實驗條件對VMD過程性能的影響進行了研究。選擇“Dusty-Gas”模型擬合計算了不同操作條件下VMD過程性能。利用氣體滲透實驗選擇傳質(zhì)機理，估算模型常數(shù)。得到的實驗和理論上的主要結(jié)果如下:
　　(1)在操作條件為80℃，真空度為0.09MPa下，最大通量可以達9.5L/m2h，截留率在98％左右。
　　(2)Wilson方程和UNIFAC基團貢獻法用于計

4、算混合溶液活度系數(shù)，結(jié)果表明Wilson方程對活度系數(shù)計算準確性高。
　　(3)氣體滲透實驗證明傳質(zhì)機理屬于努森-粘性流擴散。比較模型預(yù)測結(jié)果和實驗結(jié)果表明，本文所建立的估算氣體跨膜傳質(zhì)的模型能較好地描述VMD濃縮NMP水溶液過程的傳質(zhì)機理和預(yù)測實驗結(jié)果。
　　最后，研究了VMD過程的膜污染和膜清洗。研究表明脫鹽和NMP廢水濃縮過程，膜表面都會存在一定的污染。這些污染大多是結(jié)垢污染，使膜通量明顯下降。通過恰當(dāng)?shù)哪で逑?，膜通?/p>