河南省高校杰出科研人才创新工程基金(2001KYCX006)
- 作品数：13 被引量：143H指数：7
- 相关作者：刘金盾张浩勤范国栋方文骥万亚珍更多>>
- 相关机构：郑州大学河南大学中国科学院过程工程研究所更多>>
- 发文基金：河南省高校杰出科研人才创新工程基金教育部留学回国人员科研启动基金更多>>
- 相关领域：化学工程理学更多>>
- 界面聚合制备复合膜过程的数学模型被引量：18
- 2004年
- 基于高分子物理化学、质量传递和相分离成膜理论,研究在复合膜制备过程中采用界面聚合反应成膜的机理,建立了非稳态条件下反应-扩散联合控制的数学模型;通过有针对性地简化,该模型可适用于反应控制和扩散控制。模型中无量纲参数有明确的物理意义,较好地反映了界面聚合反应成膜过程的机理。无量纲化处理使模型解析解形式更为简单、实用,模型与实验数据吻合良好,且优于现有模型。通过模拟计算,可得出单体(A组分)浓度、膜的厚度、膜厚增长率随时间的变化关系,并可考察聚合反应速率常数、单体(A组分)在复合层中的扩散系数、单体初始浓度等参数对成膜过程的影响,理论结果可用于指导界面聚合反应成膜实践。
- 张浩勤刘金盾范国栋方文骥
- 关键词：复合膜数学模型
- 界面聚合制备复合荷电镶嵌膜被引量：24
- 2005年
- 以聚醚砜中空纤维膜为支撑膜,通过界面聚合方法制备了能有效传递电解质而截留低分子量有机物的复合荷电镶嵌膜。水相单体溶液含有2,5-二胺基苯磺酸、聚乙烯亚胺;有机相单体溶液含有均苯三甲酰氯和4-氯甲基苯酰氯;通过三甲胺溶液化学修饰将界面聚合复合层中的氯甲基基团转换为阳离子季胺盐基团。讨论了界面聚合条件和操作条件对荷电镶嵌膜分离性能的影响,分别采用原子力显微镜(AFM)、扫描电镜(SEM)及压汞仪等现代分析手段,对荷电镶嵌膜断面结构、表面形貌及孔径尺寸进行了系列表征。研究结果表明:界面聚合时间越长,生成的复合选择层越厚,所得膜的水通量越小,膜对无机盐的截留率也就越高;而界面聚合单体浓度增加,膜的水通量及膜对无机盐的截留率都会减小;另外,操作压力增大,膜的水通量及膜对无机盐的截留率均会增加。在操作压力为0.2MPa条件下,复合荷电镶嵌膜对无机盐的截留率均小于20%,而对二价酚橙和甲基绿的截留率均大于95%。
- 张浩勤范国栋刘金盾方文骥郭新永
- 关键词：中空纤维膜
- 荷电镶嵌膜的制备与优化被引量：3
- 2004年
- 以聚醚砜中空纤维膜为支撑膜,通过界面聚合方法制备了能有效传递电解质而截留低分子量有机物的复合荷电镶嵌膜.将均匀设计用于界面聚合制备荷电镶嵌膜的过程中,用SPSS软件进行数据处理,得到了回归方程,方程描述了各种因素对膜分离性能的影响.在实验范围内,酸接受剂浓度对膜分离因子的影响很小;4-氯甲基苯酰氯浓度和表面活性剂浓度可取最大值;聚乙烯亚胺浓度和界面聚合反应时间存在交互作用和最优值.模型计算值与实验结果吻合良好,表明该模型可用于指导成膜实践.在优化条件下,膜对无机盐的截留率不超过30%,膜对蔗糖截留率大于90%,对二甲酚橙的截留率可达96%,说明该膜可用于无机盐与低分子量有机物的分离.
- 张浩勤刘金盾范国栋罗庆涛
- 关键词：荷电镶嵌膜均匀设计电解质
- 水/N-甲基吡咯啉酮/聚砜铸膜体系热力学相平衡的数值模拟
- 2004年
- 基于Flory-Huggins理论,考虑组分间的二元相互作用参数而忽略三元相互作用参数的影响,推导了水/N-甲基吡咯啉酮/聚砜铸膜体系的热力学模型。采用Lagrange 乘子法将该模型转化为无约束非线性优化问题,通过单纯形法对该类无约束非线性优化问题进行了求解。计算并得到了水/N-甲基吡咯啉酮/聚砜体系在常压及23℃下的连结线和双结点曲线。结果表明,联合Lagrange 乘子法和单纯形算法能较好地用于聚合物铸膜体系的热力学模型研究,及对有约束非线性优化问题的求解,本文的研究结果为该类体系相平衡研究以及有关非对称膜制备的理论研究提供了基础依据。
- 何雪忠刘金盾张香平方文骥
- 关键词：相转化法数值模拟单纯形算法非对称膜
- 纳滤技术及高分子纳滤膜的制备被引量：15
- 2001年
- 纳滤技术是一种介于超滤与反渗透之间的新型分离技术 ,其优点在于不仅能截留分子量为数百的有机分子 ,而且对不同价态的离子其截留能力也不同 .介绍了纳滤膜的传质模型 (空间电荷模型、固定电荷模型和杂化模型等 ) ,比较了高分子纳滤膜各种制备方法的优缺点 ,重点介绍了界面聚合法制备高分子复合纳滤膜的过程、界面聚合所用材料、膜性能影响因素及该方法的特点 ,最后提出纳滤技术研究将朝着新型纳滤膜开发。
- 刘金盾高爱环万亚珍方文骥
- 关键词：纳滤传质机理
- 聚哌嗪酰胺复合纳滤膜制备及其性能表征被引量：33
- 2004年
- 以聚砜超滤膜为基膜,采用界面聚合方法制备了聚哌嗪酰胺复合纳滤膜,并对其膜性能进行了表征.实验重点考察了基膜性质、聚合单体浓度、聚合反应时间、表面活性剂浓度、酸受体添加量等因素对纳滤膜性能的影响,确定了纳滤膜制备过程的界面聚合优化条件, 即:水相单体(哌嗪)浓度 0.08～ 0.12 mol·L-1;有机相单体(间苯二甲酰氯和均苯三甲酰氯混合物)浓度0.08～0.1mol·L-1;聚合反应时间 3～5min.在0.4MPa、25℃条件下,实验测得复合纳滤膜的水通量为4.12L·m-2·h-1·bar-1,膜对浓度为0.01mol·L-1的NaCl的截留率为30%～40%, 对浓度为0.005mol·L-1的Na2SO4 的截留率为80%～90%; 对分子量不低于300g·mol-1的有机物的截留率高于95%.该膜的分离性能接近于商业纳滤膜,其分离机理主要表现为'筛分机理'以及膜与电解质之间的荷电作用.
- 高爱环刘金盾张浩勤刘海霞方文骥
- 关键词：复合纳滤膜
- 荷电镶嵌膜的制备及结构性能的研究
- 2003年
- 通过界面聚合方法制备了能有效传递电解质而截留低相对分子质量有机物的荷电镶嵌膜.在0.2MPa下,该膜对无机盐的截留率均小于20%,对二价酚橙和甲基绿的截留率均达95%以上.采用原子力显微镜、扫描电镜和压汞仪等现代分析手段对膜的表面、断面结构和孔径分布进行了表征.扫描电镜图象表明经过界面聚合反应,在基膜断面上形成了致密的复合层;原子力显微镜AFM图象表明复合层表面致密,波峰高度以纳米来衡量;压汞仪测试数据表明用界面聚合方法制备的复合荷电镶嵌膜具有纳米级孔径.
- 范国栋张浩勤刘金盾万亚珍郭新永
- 关键词：荷电镶嵌膜孔径分布
- 荷电镶嵌膜的制备与表征被引量：6
- 2005年
- 以聚醚砜中空纤维超滤膜为基膜,2,5-二胺基苯磺酸、聚乙烯亚胺、均苯三甲酰氯为界面聚合单体,4-氯甲基苯酰氯和三甲胺为化学修正剂,正十二烷和水分别为两相溶剂,通过界面聚合方法制备了能够有效传递电解质而截留低分子量有机物的荷电镶嵌膜,研究了无机盐-水和有机物-水二元混合体系的分离性能和无机盐-有机物-水三元混合体系中无机盐和有机物的分离因子。结果表明:在三元混合物分离体系中,随着盐浓度的增加,膜的分离因子有所降低;盐与有机物之间的交互作用会对分离因子产生一定的影响。
- 张浩勤陈卫航范国栋刘金盾杨艳红
- 关键词：荷电镶嵌膜
- 干/湿相转化法制备聚醚酰亚胺纳滤膜被引量：2
- 2005年
- 以聚醚酰亚胺(PEI)成膜材料,以N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)为极性溶剂,以乙二醇二甲醚(DGDE)为挥发性不良溶剂,以磷酸(H3PO4)为不挥发性非溶剂,以聚乙二醇(PEG1 000)为添加剂,以水为凝胶介质,通过干/湿相转化法制备不对称纳滤膜.采用均匀设计法对影响膜性能的主要因素进行了研究,建立了膜性能的回归方程,得到了膜性能与各因素之间的定性和定量关系.增加铸膜液中PEI、H3PO4、DGDE的含量,或者延长蒸发时间,均可提高膜的截流性能,同时也减小膜的水通量;增加PEG1000的含量,能有效地提高膜的水通量.
- 刘金盾罗庆涛张浩勤
- 关键词：均匀设计
- 聚砜超滤膜的制备及其表征被引量：28
- 2002年
- 采用聚砜材料及相转化方法 ,对聚合物超滤膜的制备及其性能表征进行了详细研究 .为了控制其微孔结构 ,系统研究了制膜条件 ,包括聚合物、溶剂及添加剂的选择 ;通过正交实验对成膜工艺条件进行了优化 .研究结果表明 ,铸膜液中聚砜浓度对超滤膜水通量的影响最为显著 ,其后依次是丙酮含量、溶剂蒸发时间、聚乙烯吡咯烷酮的含量 .在此基础上 ,优化得到聚砜基膜的制备条件 :聚砜的质量分数为14 % ,溶剂蒸发时间 10s,丙酮的质量分数为 0 .3% ,聚乙烯吡咯烷酮的质量分数为 0 .2 5 % .通过对基膜性能进行实验表征发现 :膜的水通量随着操作压力的增加而增加 ,两者呈现较好的线性关系 ;另外 ,实验还表明 ,膜对质量分数为 0 .0 5 %以下聚乙烯醇溶液的截留率达 98%以上 .
- 刘金盾高爱环万亚珍贺青春张浩勤
- 关键词：超滤膜聚砜相转化
