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12级膜科学技术考题.doc

12级膜科学技术考题

danielsean
2013-07-03 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《12级膜科学技术考题doc》,可适用于人文社科领域

天津工业大学学年第二学期材料科学与工程专业《膜科学技术》课程期末考试试卷班级:材料姓名:刘铠学号:题号一二卷面成绩分数阅卷人注:(试卷满分分闭卷考试考试时间分钟。所有题的答案请写在后面的答题纸上标明题号。)一、简答题(总分分)得分、一种分离膜是否有实用价值所要具备的条件是什么?给出制备高分子膜的主要方法。(分)()膜要有高的截留率(或者高分离系数)和高通量()膜要有强的抗物理、化学和微生物侵蚀性能()膜要有足够的柔韧性和足够的机械强度()膜使用寿命长适用PH范围广()成本合理、制备方便、便于工业化发展方法:制备方法烧结法只能制备多孔膜拉伸法径迹蚀刻法相转化法浸没沉淀法热诱导相分离涂敷法蒸镀法、常见膜组件的形式和特点。(分)主要有五种:管式、毛细管式、中空纤维、板框式和卷式。特点:管式膜组件的流体力学条件好容易控制膜的污染。中空纤维膜组件的管径比管式膜组件要小所以在同样的能耗下毛细管膜组件管内的流速要大这样就可减轻膜内形成的覆盖层但膜污染后清洗要比管式膜组件困难的多。中空超滤膜都具有不对称性。由于超滤膜的内外皮层的孔径不对称分布使的膜的抗污染性能不同。如果外表面孔径比内表面孔径大几个数量级透过内表面孔径的物质就不会被外表面孔径截留这种膜适合内压式操作反之若采用外压式操作则易使外皮层大孔径污染且不易清流。平板式膜组件最突出的优点是每两片膜之间的渗透物都是被单独引出来的因此可以通过关闭个别膜组件来消除操作中的故障而不必使整个膜组件停止运转。、电渗析的基本原理。(分)原理:电渗析是在外加直流电场的作用下当含盐分的水流经阴、阳离子交换膜和隔板所构成的隔室时水分中的阴离子和阳离子就开始做定向运动阴离子向阳极方向移动阳离子向阴极方向移动。由于离子交换膜具有选择性透过性能阳离子交换膜的固定交换基团带负电荷因此允许水中阳离寸通过而阻挡阴离子阴离子交换膜(简称阴膜)的固定交换基团带正电荷因此允许水中的阴离子通过而阻挡阳离子致使淡水隔室中的离子迁移到浓水隔室中去从而达到淡化的目的根据电渗原理制取淡水的时候需要要消耗一定量的浓水和极水成分为了减少水耗量可以采用浓水循环和极水循环以及减少浓水和极水的方式方法。、纳滤膜是未来膜发展的一个重点请阐述制备纳滤膜的常用方法。(分)膜改性法(超滤膜基接枝改性法、等离子体改性法、辐射技术、)复合法(界面聚合法、涂敷法、含浸法)、相转化法(改性相转化法、一步法中空纤维、共混法)二、论述题(总分分)得分、相转化技术是制备高分子膜的重要方法请给出制备PVDF平板微滤膜的步骤说明添加剂的作用多孔膜骨架以及膜孔是如何形成的。(分)步骤:PVDF和添加剂混合制成铸膜液静置脱泡后在平板膜设备上刮制成均质膜在空气中静置后浸入凝固浴中成膜。添加剂的作用:不同添加剂对膜性能影响的机理不同有机添加剂在制膜液中的影响是添加剂与二元制膜液体系中良溶剂和聚合物相互作用的结果。无机盐添加剂具有致孔能力和增溶作用。如何形成:多孔膜的骨架:将聚合物溶液刮涂在适当的支撑体上,然后浸入含有非溶剂的凝固浴中,由于溶剂与非溶剂之间的扩散二导致凝胶,形成多孔膜的骨架多孔膜的孔:当凝胶层中的剩余溶剂和添加剂进一步被凝固浴交换出来后,膜孔形成、画出采用膜集成技术生产生物乙醇燃料过程的示意图并阐述每一操作单元所起的作用(分)将发酵罐中含低浓度乙醇的发酵液抽出通过微滤膜、透醇膜使乙醇透过蒸馏提浓透水膜分离器渗透除去剩余水、膜污染形成的机理解决膜污染的途径。(分)机理:在许多场合,浓差极化和凝胶极化是导致膜污染的根源,溶质在膜表面的吸附层膜孔堵塞膜孔内的溶质吸附控制方法:、选择合适的膜材料膜的亲疏水性、荷电性会影响到膜与溶质间相互作用的大小及膜的污染程度、选择合适的膜孔径或者截留分子量、选择合适的膜结构和组件结构、适当控制溶液中盐的浓度、PH值、溶液浓度和温度、离子强度、压力与料液流速以及溶液与膜接触时间和膜表面粗糙程度等。清洗方法:水清洗、化学清洗、机械清洗等。、膜反应器是膜与化学反应耦合的新技术请回答:()膜反应器的优点是什么?()控制(中间)产物输出的膜反应器是利用膜的选择分离功能将反应产物或副产物连续从反应区移出这类膜反应器可实现三种作用请举例说明。(分)优点:()设备紧凑占地少基本解决了污泥的膨胀问题膜生物反应器的污泥浓度、容积负荷都远高于传统活性污泥法所以膜生物反应器和处理系统所占的体积要小于传统活性污泥法。()出水水质好可直接回用。()生物处理单元中污泥浓度高、泥龄长对有机物的去除率高。三种作用:、利用膜的选择透过性把化学反应或生化反应等反应中的反应产物连续脱除使化学平衡向生成产物方向移动提高转化率和选择性举例:氢碘酸分解时用膜反应器分出氢气的目的是分离出氢气减少生成物浓度让平衡向正反应方向移动所以加大反应效率”、膜反应器还能在较低的温度下运行可有效的抑制副反应。举例在糠醛催化加氢过程中,糠醛在膜反应器催化加氢比传统反应器加氢胡红的更高的收率、把反应、分离、纯化等化工单元操作集中在膜反应器内进行能节省大量设备投资。

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