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金属有机骨架材料/聚酰亚胺混合基质膜的制备及气体分离性能

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高等学校化学学报 2014年第7期35卷 1584-1589页

作者：段翠佳曹义鸣介兴明王丽娜袁权中国科学院大连化学物理研究所洁净能源国家实验室大连116023 中国科学院大学北京100049

合成了3种不同结构、粒径和气体吸附性能的金属有机骨架材料(MOFs):微米级Cu3(BTC)2、亚微米级ZIF-8和S-Cu3(BTC)2.氮气吸附等温线分析结果表明,ZIF-8和Cu3(BTC)2具有较大比表面积(1653和1439 m2/g),S-Cu3(BTC)2的比表面积为171.4 m2/g.用共混法将MOFs直接引入聚酰亚胺中制备了MOFs/聚酰亚胺混合基质膜(MMMs).X射线衍射(XRD)和全反射红外光谱(FTIR-ATR)分析结果表明,MOFs在混合基质膜中保持物理和化学稳定.气体渗透测试结果表明,MOFs的加入使膜的气体渗透分离性能明显提高,S-Cu3(BTC)2使渗透系数增加了1.75倍;ZIF-8和Cu3(BTC)2使渗透系数增加了3倍左右;同时,膜的气体分离系数变化很小.

关键词：金属有机骨架材料聚酰亚胺混合基质膜气体分离

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多组分气体分离膜组件的数学模拟

石油化工 2008年第10期37卷 1032-1038页

作者：金大天曹义鸣介兴明袁权中国科学院大连化学物理研究所辽宁大连116023 中国科学院研究生院北京100049

建立了空纤维膜组件逆流分离过程的数学模型,采用五阶 Runge-Kutta 法和 Hooke-Jeeves 模式搜索法求解。考察了中空纤维膜的长度、直径及根数对多组分气体渗透性能的影响。模拟结果表明,在相同的原料气流量及操作条件下,随膜长度、直径... 详细信息

建立了空纤维膜组件逆流分离过程的数学模型,采用五阶 Runge-Kutta 法和 Hooke-Jeeves 模式搜索法求解。考察了中空纤维膜的长度、直径及根数对多组分气体渗透性能的影响。模拟结果表明,在相同的原料气流量及操作条件下,随膜长度、直径及根数的增加,渗透气流量和 CO_2脱除率增大,而渗透侧 CO_2含量降低;膜管内压降随膜长度和直径的增加而增大,随膜根数的增加而减小。在相同的膜总渗透面积下,可以通过改变膜组件参数调节膜的渗透分离性能。

关键词：气体膜分离中空纤维膜组件数学模拟 CO2分离

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溶剂法纤维素膜的制备改性与气体渗透性能

膜科学与技术 2005年第B9期25卷 46-51页

作者：介兴明曹义鸣袁权中国科学院大连化学物理研究所大连116023

以N-甲基吗啉-N-氧化物（NMMO）为溶剂物理溶解纤维素，是纺织行业中新兴的Lyocell纤维制备过程中采用的溶解方法．本实验室创造性地借鉴此工艺。以NMMO为溶剂制备出新型纤维素膜．本文介绍了纤维素作为膜材料的优点以及溶剂法新型纤维... 详细信息

以N-甲基吗啉-N-氧化物（NMMO）为溶剂物理溶解纤维素，是纺织行业中新兴的Lyocell纤维制备过程中采用的溶解方法．本实验室创造性地借鉴此工艺。以NMMO为溶剂制备出新型纤维素膜．本文介绍了纤维素作为膜材料的优点以及溶剂法新型纤维素膜的制备、干燥、改性以及气体渗透性能等．

关键词：纤维素膜气体分离干燥改性

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纤维素中空纤维膜气体加湿性能的研究

高分子学报 2005年第5期15卷 704-708页

作者：介兴明刘健辉曹义鸣袁权中国科学院大连化学物理研究所大连116023

采用纤维素N甲基吗啉N氧化物(NMMO)水三元纺丝体系,以去离子水为芯液,自来水为凝胶浴,湿法纺制了纤维素中空膜.经自然干燥后该膜的轴向、径向都明显收缩,断面呈现均质致密结构.干膜在水中会明显溶胀,重新润湿后具有气密性.考察了加湿水... 详细信息

采用纤维素N甲基吗啉N氧化物(NMMO)水三元纺丝体系,以去离子水为芯液,自来水为凝胶浴,湿法纺制了纤维素中空膜.经自然干燥后该膜的轴向、径向都明显收缩,断面呈现均质致密结构.干膜在水中会明显溶胀,重新润湿后具有气密性.考察了加湿水温、水气压力差等因素对膜的水渗透通量的影响,并初步测试了膜对质子交换膜燃料电池(PEMFC)反应气体H2和O2的加湿性能.实验结果表明该膜透水性能较优,气体加湿效果明显,具有应用于PEMFC反应气体加湿系统的潜力.

关键词：纤维素中空纤维膜气体加湿性能气密性透水性能质子交换膜燃料电池

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中空纤维致密膜基吸收CO_2传质过程

高等学校化学学报 2005年第11期26卷 2097-2102页

作者：孙承贵曹义鸣左莉林斌介兴明袁权中国科学院大连化学物理研究所大连116023 第二炮兵工程设计研究院北京100011

研究了硅橡胶/聚砜中空纤维致密膜基吸收CO2的传质机理,考察了吸收剂种类(NaOH,MEA,DEA和TEA)、NaOH浓度、吸收剂流速、吸收剂压力和气相压力对CO2传质通量及传质速率的影响.其中,用2×103mol/m3NaOH作吸收剂时,聚合物膜传质为控制步骤... 详细信息

研究了硅橡胶/聚砜中空纤维致密膜基吸收CO2的传质机理,考察了吸收剂种类(NaOH,MEA,DEA和TEA)、NaOH浓度、吸收剂流速、吸收剂压力和气相压力对CO2传质通量及传质速率的影响.其中,用2×103mol/m3NaOH作吸收剂时,聚合物膜传质为控制步骤,其传质效率与膜自然渗透相近.

关键词：膜基吸收二氧化碳传质机理

纤维素非对称中空纤维超滤膜的制备与油水分离应用的研究

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石油化工 2010年第7期39卷 750-756页

作者：毛智明曹义鸣介兴明李萌袁权中国科学院大连化学物理研究所辽宁大连116023 中国科学院研究生院北京100049

以N,N-二甲基乙酰胺为非溶剂添加剂制备了纤维素非对称中空纤维超滤膜,同时考察了外凝胶浴温度以及芯液种类对纤维素非对称中空纤维超滤膜结构和性能的影响,并制备了大尺寸膜组件进行油水分离实验。实验结果表明,非溶剂添加剂的加入提... 详细信息

以N,N-二甲基乙酰胺为非溶剂添加剂制备了纤维素非对称中空纤维超滤膜,同时考察了外凝胶浴温度以及芯液种类对纤维素非对称中空纤维超滤膜结构和性能的影响,并制备了大尺寸膜组件进行油水分离实验。实验结果表明,非溶剂添加剂的加入提高了纤维素中空纤维超滤膜的渗透通量;且随外凝胶浴温度的升高,膜断面出现更多的指状孔结构,外皮层厚度逐渐减小,渗透通量增大,在外凝胶浴温度为65℃时达到29.3L/(m2.h1);采用二甲基亚砜为芯液,膜内侧皮层消失,外皮层变薄,得到含有大量贯通状孔的更明显的非对称结构;油水分离实验中,在不同油质量浓度的原料液条件下,膜组件对油的截留率均可达到98%以上;并对油质量浓度50mg/L的原料液进行了540h操作考察,渗透液含油量小于1mg/L。

关键词：纤维素中空纤维超滤膜非溶剂添加剂凝胶浴油水分离膜组件

CO_2分离中空纤维复合膜的制备及其气体渗透性能的研究

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石油化工 2010年第9期39卷 1011-1015页

作者：季鹏飞曹义鸣介兴明袁权中国科学院大连化学物理研究所辽宁大连116023 中国科学院研究生院北京100049

以甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯(DMAEMA)-聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯(PEGMEMA)共聚物为分离层材料,以聚砜(PSf)中空纤维膜作为底膜,采用浸渍涂层的方法制备了P(DMAEMA-PEGMEMA)/PSf中空纤维复合膜。考察了涂层液中共聚物的含量和涂层次数... 详细信息

以甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯(DMAEMA)-聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯(PEGMEMA)共聚物为分离层材料,以聚砜(PSf)中空纤维膜作为底膜,采用浸渍涂层的方法制备了P(DMAEMA-PEGMEMA)/PSf中空纤维复合膜。考察了涂层液中共聚物的含量和涂层次数对中空纤维复合膜的性能以及操作条件(温度和压差)对分离性能的影响。实验结果表明,涂层液中共聚物的质量分数为2%、经4次涂层制备的中空纤维复合膜具有较佳的性能,在35℃,0.2MPa条件下CO2渗透速率达24.3GPU,选择性系数αCO2/N2,αCO2/CH4,αCO2/H2分别为30.9,12.5,1.5;在中空纤维复合膜中CO2,N2,CH4,H2的渗透速率符合Arrhenius关系式;N2,CH4,H2在中空纤维复合膜中的渗透行为符合溶解-扩散模型,CO2的渗透由溶解-扩散和促进传递两部分组成。

关键词：二氧化碳膜分离复合膜中空纤维渗透

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有机蒸气膜分离过程

化工进展 2005年第5期24卷 464-470页

作者：曹义鸣左莉介兴明袁权中国科学院大连化学物理研究所大连116023 第二炮兵工程设计研究院北京100011

介绍了有机蒸气渗透膜原理和分离过程特点, 根据各生产过程工艺特点, 概述了应用膜分离压缩冷凝集成技术, 分离与回收乙烯、丙烯、氯甲烷和氯乙烯等有机蒸气过程。

关键词：膜分离有机蒸气回收压缩冷凝

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中空纤维致密膜基吸收CO_2传质机理分析

高校化学工程学报 2007年第4期21卷 556-562页

作者：孙承贵曹义鸣介兴明王同华林斌袁权中国科学院大连化学物理研究所辽宁大连116023 大连理工大学化工学院辽宁大连116012

研究了硅橡胶/聚砜中空纤维致密膜基吸收CO2的传质机理,考察了吸收剂种类(NaOH、MEA、DEA、TEA)、NaOH浓度、吸收剂流速、吸收剂压力和气相压力对CO2传质系数的影响,并采用数学模型对实验结果进行了分析。其中,用2×103mol·m·3NaOH溶... 详细信息

研究了硅橡胶/聚砜中空纤维致密膜基吸收CO2的传质机理,考察了吸收剂种类(NaOH、MEA、DEA、TEA)、NaOH浓度、吸收剂流速、吸收剂压力和气相压力对CO2传质系数的影响,并采用数学模型对实验结果进行了分析。其中,用2×103mol·m·3NaOH溶液作吸收剂时,聚合物膜传质为控制步骤,总传质系数与CO2在膜中的传质系数相近,且实验过程中无漏液、鼓泡等现象发生。

关键词：膜基吸收二氧化碳传质机理致密膜