膜法水中提氣的研究

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1、萬方數(shù)據(jù)獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝之處外，論文中不包含其他人己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得云洼王些太堂或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均己在論文中作了明確的說明并表示了謝意。學(xué)位論文作者簽名：倪交菝I簽字日期7d產(chǎn)弓月7z日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解丞盜王些態(tài)堂有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)云洼王些太堂可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，并采用影印、縮印或

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3、原有的膜法水中提氣方法提氣效率較低的問題，首次提出了通過改變膜組件結(jié)構(gòu)形式的方法提高提氣通量，設(shè)計了三種結(jié)構(gòu)形式的中空纖維膜組件，并對其提氣性能進(jìn)行了比較。三、首次提出了膜表面的疏水性能是影響提氣通量的重要因素，并通過超濾涂覆的方法制備了具有不同接觸角的PVDF膜，比較了其提氣通量。萬方數(shù)據(jù)摘要海洋中擁有大量的資源，但是因?yàn)槿祟愒谒禄顒邮艿胶粑蟮南拗?，對海洋資源的利用率尚不足5％。目前，傳統(tǒng)水下供氧方法不僅有局限性，還存在一定的安全隱患。而海水因大氣的溶解和生物作用，本身就溶解有大量的氧氣，為了擺脫傳統(tǒng)供氧方式帶來的弊端，一些研究者采

4、用膜法提氣的方式供氧，但由于膜材料和膜性能的限制，膜法提氣一直未能得到廣泛的應(yīng)用。膜法水中提氣利用的是疏水分離膜的疏水性和透氣性，即在一定條件下氣體可以透過膜而液體不能透過膜的特性。鑒于目前所用疏水膜材料基本為聚偏氟乙烯(PvDF)和聚丙烯(PP)，本文對這兩種疏水膜的水中提氣性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，考察了膜絲結(jié)構(gòu)、操作條件、組件形式等對提氣通量的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：隨流速的增加，提氣通量先升高，然后保持不變，在流速為O．5m／s時，提氣通量達(dá)到最高。內(nèi)徑越小，裝填密度越小，真空度、溫度越高，組件長度越短，提氣通量越高。殼程抽氣的提氣通量高于管

5、程抽氣的提氣通量。提氣方向與水流成反方向流動時，有利于提氣通量提高。從淡水中提氣的提氣通量高于從海水提氣的通量。具有多孔中心管的膜組件比無中心管的膜組件提氣通量高很多。通過比較得知，雖然PVDF膜的孔隙率高于PP膜，但結(jié)果表明PP膜的提氣通量高于PVDF膜的提氣通量。鑒于PP膜的高提氣通量及PP膜表面的接觸角高于PVDF膜的接觸角，認(rèn)為膜表面的疏水性對提氣通量有重要影響，為了驗(yàn)證此想法，通過超濾涂覆實(shí)驗(yàn)，對PVDF中空纖維膜進(jìn)行疏水改性，使分散液中PVDF顆粒沉積在PVDF中空纖維膜表面，然后進(jìn)行干燥處理，利用PVDF材料特有的本體粘附效應(yīng)

6、，得到具有不同靜態(tài)接觸角的PVDF膜。將改性后的PVDF中空纖維膜用于膜法提氣實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)：PVDF的接觸角從710增長到128。，提氣通量提高了122％。通過傳質(zhì)分析發(fā)現(xiàn)造成疏水化改性前后提氣通量的變化主要原因是膜傳質(zhì)系數(shù)的變化。當(dāng)膜孔部分孔潤濕時，膜傳質(zhì)阻力增大，所以提氣通量較低。關(guān)鍵詞：膜法水中提氣；提氣通量；聚偏氟乙烯；聚丙烯；疏水改性萬方數(shù)據(jù)ABSTRACTAlargenumberofresourcesexistsinseawater．Duetotheconstraintsofrespirationunderwater,humana

7、ctivitiesislimitedinutilizationofmarineresourceswhichwaslessthan5％．Atpresent．Theoxygensupplyingmattersunderwaternotonlyhavesignificantlimitationsbutalsopotentialsafetyhazardexists．However,thereisalargeamountofoxygendissolvingintheseaandfiverduetotheairdissolutionandbiologi

8、calrespirationeffects．Inordertoovercomethetraditionalshortcomingsofoxygensupplement，somer