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高通量-高截留率时间维度膜法水处理机理研究
被引量：
1
1
作者
周文轩
刘珍
+1 位作者
张福建
张忠强
《化工学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第7期2583-2593,共11页
传统固液两相流膜分离技术利用尺寸效应易受到渗透性-选择性权衡的制约、膜污染与浓差极化等挑战。通过引入旋转剪切动态膜技术与施加固液滑移边界条件,利用膜表面颗粒径向穿透膜孔的时间大于切向划过孔径的时间——时间维度选择性,可...
传统固液两相流膜分离技术利用尺寸效应易受到渗透性-选择性权衡的制约、膜污染与浓差极化等挑战。通过引入旋转剪切动态膜技术与施加固液滑移边界条件,利用膜表面颗粒径向穿透膜孔的时间大于切向划过孔径的时间——时间维度选择性,可有效同步提升渗透性和选择性。通过建立滑移边界旋转剪切动态膜过滤模型,对稀悬浮液微滤过程进行有限元模拟仿真,并结合理论分析揭示了滑移速度、膜厚度与孔隙率等关键参数对膜分离性能的影响规律。结果表明,对于比颗粒直径大1~10倍的膜孔径,在时间维度选择性与流体剪切诱导颗粒迁移的协同作用下,可获取95%以上的微颗粒截留率和350 L(/m^(2)·h)以上的有效水通量。该研究结果进一步验证并拓展了时间维度选择性机理在微米尺度的适用性,并为高通量-高截留率动态膜法水处理技术提供了新思路。
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关键词
水处理
膜
过滤
固液两相流分离
时间维度选择性
计算流体力学
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职称材料
力电耦合作用下多孔石墨烯膜时间维度的脱盐性能及机理研究
被引量：
2
2
作者
顾浩
张福建
+3 位作者
刘珍
周文轩
张鹏
张忠强
《化工学报》
EI
CSCD
北大核心
2023年第5期2067-2074,共8页
海水淡化时间选择性原理是利用流固界面边界滑移来实现大孔径多孔石墨烯反渗透膜的高效脱盐。采用分子动力学方法,对旋转的多孔石墨烯反渗透模型施加电场,进一步调控多孔石墨烯-海水的边界滑移,探索力电耦合效应对多孔石墨烯脱盐性能的...
海水淡化时间选择性原理是利用流固界面边界滑移来实现大孔径多孔石墨烯反渗透膜的高效脱盐。采用分子动力学方法,对旋转的多孔石墨烯反渗透模型施加电场,进一步调控多孔石墨烯-海水的边界滑移,探索力电耦合效应对多孔石墨烯脱盐性能的影响规律。结果表明,施加电场导致多孔石墨烯-海水的界面摩擦增大,供给端流固边界滑移速度减小。但重要的是,施加电场可以使多孔石墨烯反渗透膜的水通量较未施加电场时提升约12%,虽然此时盐离子截留率略有降低,但仍保持在90%以上。通过分析盐离子通过纳米孔的能障和水分子的平均氢键数,深入阐明了电场对多孔石墨烯时间维度脱盐性能的影响。
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关键词
脱盐
膜
分子模拟
时间维度选择性
多孔石墨烯
力电耦合
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职称材料
题名
高通量-高截留率时间维度膜法水处理机理研究
被引量：
1
1
作者
周文轩
刘珍
张福建
张忠强
机构
江苏大学机械工程学院
江苏科技大学船舶与海洋工程学院
大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室
出处
《化工学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第7期2583-2593,共11页
基金
国家自然科学基金项目(12272151)
国家自然科学基金重大研究计划集成项目(92248301)。
文摘
传统固液两相流膜分离技术利用尺寸效应易受到渗透性-选择性权衡的制约、膜污染与浓差极化等挑战。通过引入旋转剪切动态膜技术与施加固液滑移边界条件,利用膜表面颗粒径向穿透膜孔的时间大于切向划过孔径的时间——时间维度选择性,可有效同步提升渗透性和选择性。通过建立滑移边界旋转剪切动态膜过滤模型,对稀悬浮液微滤过程进行有限元模拟仿真,并结合理论分析揭示了滑移速度、膜厚度与孔隙率等关键参数对膜分离性能的影响规律。结果表明,对于比颗粒直径大1~10倍的膜孔径,在时间维度选择性与流体剪切诱导颗粒迁移的协同作用下,可获取95%以上的微颗粒截留率和350 L(/m^(2)·h)以上的有效水通量。该研究结果进一步验证并拓展了时间维度选择性机理在微米尺度的适用性,并为高通量-高截留率动态膜法水处理技术提供了新思路。
关键词
水处理
膜
过滤
固液两相流分离
时间维度选择性
计算流体力学
Keywords
water treatment
membranes
filtration
solid-liquid two-phase separation
temporal selectivity
computational fluid dynamics
分类号
TQ028.8 [化学工程]
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职称材料
题名
力电耦合作用下多孔石墨烯膜时间维度的脱盐性能及机理研究
被引量：
2
2
作者
顾浩
张福建
刘珍
周文轩
张鹏
张忠强
机构
江苏大学智能柔性机械电子研究院
常州大学江苏省光伏科学与工程协同创新中心
江苏科技大学船舶与海洋工程学院
大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室
出处
《化工学报》
EI
CSCD
北大核心
2023年第5期2067-2074,共8页
基金
国家自然科学基金项目(12272151,92248301)。
文摘
海水淡化时间选择性原理是利用流固界面边界滑移来实现大孔径多孔石墨烯反渗透膜的高效脱盐。采用分子动力学方法,对旋转的多孔石墨烯反渗透模型施加电场,进一步调控多孔石墨烯-海水的边界滑移,探索力电耦合效应对多孔石墨烯脱盐性能的影响规律。结果表明,施加电场导致多孔石墨烯-海水的界面摩擦增大,供给端流固边界滑移速度减小。但重要的是,施加电场可以使多孔石墨烯反渗透膜的水通量较未施加电场时提升约12%,虽然此时盐离子截留率略有降低,但仍保持在90%以上。通过分析盐离子通过纳米孔的能障和水分子的平均氢键数,深入阐明了电场对多孔石墨烯时间维度脱盐性能的影响。
关键词
脱盐
膜
分子模拟
时间维度选择性
多孔石墨烯
力电耦合
Keywords
desalination
membrane
molecular simulation
temporal selectivity
porous graphene
mechanical electrical coupling
分类号
P747.5 [天文地球—海洋科学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
高通量-高截留率时间维度膜法水处理机理研究
周文轩
刘珍
张福建
张忠强
《化工学报》
EI
CSCD
北大核心
2024
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
力电耦合作用下多孔石墨烯膜时间维度的脱盐性能及机理研究
顾浩
张福建
刘珍
周文轩
张鹏
张忠强
《化工学报》
EI
CSCD
北大核心
2023
2
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职称材料
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