發(fā)布時(shí)間：2020-12-07 02:54

　　膜蒸餾技術(shù)在海水淡化領(lǐng)域扮演著日益重要的角色,但傳統(tǒng)的膜蒸餾技術(shù)易受到溫度極化現(xiàn)象的影響,導(dǎo)致其在流體主體和膜表面之間產(chǎn)生溫度梯度,造成膜的滲透通量下降。本文在聚偏氟乙烯（PVDF）中引入具有光致熱功能的納米摻銻二氧化錫（ATO）來制備光熱膜,用來減小減壓膜蒸餾（VMD）過程中的溫度極化現(xiàn)象;在此基礎(chǔ)上又制備了親/疏水雙層結(jié)構(gòu)膜,將其用于太陽能海水淡化過程。首先,以PVDF為成膜聚合物,引入納米ATO粒子,采用靜電紡絲技術(shù)制備了 PVDF/ATO納米纖維膜,并對(duì)其熱壓處理來優(yōu)化孔結(jié)構(gòu),同時(shí)研究了熱壓溫度、ATO負(fù)載量對(duì)膜結(jié)構(gòu)和性能的影響。結(jié)果表明,膜在170 ℃C下熱壓1 h后,纖維層更加致密,機(jī)械強(qiáng)度相對(duì)于初生膜增加了 70%,且接觸角保持在130°以上;當(dāng)ATO的負(fù)載量為3 wt%時(shí),纖維膜具有更好的綜合性能。其次,表征了膜的光熱性能并測(cè)試其VMD過程,結(jié)果表明:在相同條件的紅外線直接照射下,PVDF/ATO膜表面溫度相對(duì)純PVDF膜提高了 42 ℃C,PVDF/ATO膜的滲透通量為26 kg·m-2·h-1,相對(duì)于純PVDF膜提升了2.6倍,且脫鹽率保持在99%以上。在300～2... 

【文章來源】：天津工業(yè)大學(xué)天津市

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１膜蒸餾的四種操作方式??Ｆｉｇ．?１－１?Ｆｏｕｒ?ｍｏｄｅｓ?ｏｆ?ｏｐｅｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｍｅｍｂｒａｎｅ?ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ??

ＴＰＣ＝跨膜溫度差／流體主體溫度差??它反映出了膜兩側(cè)的主體溫差作用的推動(dòng)力用于液料汽化的利用效果，因??此，可以利用ＴＰＣ的大小來評(píng)估溫度極化現(xiàn)象對(duì)膜蒸餾造成的影響。如圖１－２??為膜蒸餾過程中的溫度極化示意圖，在膜蒸餾中存在著傳質(zhì)與傳熱過程，首先膜??的熱側(cè)主體溶液將熱量傳遞到膜的表面，膜表面的溶液汽化以蒸汽的形式透過膜??孔進(jìn)入膜的冷側(cè)，在此過程中會(huì)導(dǎo)致膜的熱側(cè)膜表面存在潛熱的損失，使膜的熱??側(cè)主體溶液溫度＾高于熱側(cè)膜表面溫度加，在兩者之間產(chǎn)生了溫度邊界層辦。在??蒸汽進(jìn)入冷側(cè)后冷凝，并以熱對(duì)流的形式將熱量傳遞到冷側(cè)的主體溶液，使得冷??側(cè)的膜表面溫度高于主體溶液溫度在此間產(chǎn)生溫度邊界層心。最終造成??了膜的表面溫度與溶液主體溫度產(chǎn)生溫度梯度，即為溫度極化的基本過程機(jī)理。??在膜蒸餾過程中，蒸汽通過膜孔的驅(qū)動(dòng)力來自于膜兩側(cè)的壓力差，膜兩側(cè)的??壓力隨著溫度的增加而逐漸增加

探測(cè)出在膜蒸餾運(yùn)行過程中，膜的表面溫度的變化情況，并且采用紅外成像技術(shù)??表征了流體的主體溫度以及隨時(shí)間的變化，解決了膜蒸餾過程中膜表面溫度難測(cè)??量的問題，其過程裝置示意圖如圖１－３所示。結(jié)合這兩種技術(shù)的運(yùn)用，成功的表??征了膜的溫度變化，并能夠利用溫度極化系數(shù)說明溫度極化對(duì)膜蒸餾的影響程??度。??Ｉｆ?一?＜??Ｐ?▲目?９?９??９?…：：—ｆ—１??圓?ｉ???％??ｌ＝＝一一—??圖１－３用于監(jiān)測(cè)ＤＣＭＤ過程中膜溫度的裝置??Ｆｉｇ．?１－３?Ｔｈｅ?ｓｅｔ－ｕｐ?ｕｓｅｄ?ｆｏｒ?ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ?ｔｈｅ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｉｎ?ＤＣＭＤ?ｐｒｏｃｅｓｓ??Ｐ〇ｌｉｔａｎ〇＃［４１］采用檸檬酸鈉還原硝酸銀制備了銀納米粒子（ＡｇＮＰｓ），這種??貴金屬納米粒子在光的激發(fā)下能夠?qū)⒐饽苻D(zhuǎn)為熱能，從而使自身溫度升高。他們??將這種粒子引入到ＰＶＤＦ疏水膜中，并將其應(yīng)用到ＶＭＤ過程中。如圖１－４所示，??６??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]靜電紡聚丙烯腈/硫酸銅納米纖維膜的制備及其性能[J]. 張博亞,李佳慧,張如全,李建強(qiáng).  紡織學(xué)報(bào). 2018(07)
[2]溫度極化對(duì)帶有膜熱交換器的溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)性能的影響分析[J]. 倪瑜菲,杜塏,李舒宏.  制冷技術(shù). 2016(05)
[3]減壓膜蒸餾技術(shù)濃縮染整廢水的研究[J]. 蘇華,馮朝陽,王際平.  浙江理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(02)
[4]海水淡化方法研究[J]. 李麗.  現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技. 2013(12)
[5]真空膜蒸餾技術(shù)在鹽水淡化中的應(yīng)用[J]. 趙玉杰.  廣州化工. 2012(08)
[6]PID控制算法在反滲透水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 紀(jì)斌義,劉青峰,周江濤.  機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新. 2011(05)
[7]凹凸棒土對(duì)聚乙烯醇溶液穩(wěn)態(tài)流變性能的影響[J]. 凌榮根,彭志勤.  高分子材料科學(xué)與工程. 2011(07)
[8]減壓膜蒸餾傳熱傳質(zhì)過程[J]. 劉捷,武春瑞,呂曉龍.  化工學(xué)報(bào). 2011(04)
[9]紡絲液的導(dǎo)電性對(duì)靜電紡絲單根纖維的直徑及穩(wěn)定長度的影響[J]. 覃小紅,王善元.  東華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2007(02)
[10]溫度極化對(duì)膜蒸餾過程的影響研究[J]. 楊蘭,丁忠偉,馬潤宇.  膜科學(xué)與技術(shù). 2004(03)

博士論文
[1]膜分散萃取分離輕稀土元素[D]. 侯海龍.北京理工大學(xué) 2015

碩士論文
[1]膜蒸餾用超疏水改性聚偏氟乙烯膜的研究[D]. 張婧.天津大學(xué) 2013
[2]太陽能海水淡化裝置的能量系統(tǒng)研究[D]. 張小粉.西北工業(yè)大學(xué) 2007
[3]高鹽有機(jī)廢水的膜蒸餾集成技術(shù)開發(fā)[D]. 謝林.浙江大學(xué) 2006



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