【摘 要】
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本文利用中空纤维膜气液接触器制备了纳米CaCO3、SrCO3、Al(OH)3、Al2O3粒子和介孔SnO2。在膜气液接触器中，气液进行非分散式接触，微孔膜提供了稳定而巨大的界面面积，过程能耗低
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本文利用中空纤维膜气液接触器制备了纳米CaCO3、SrCO3、Al(OH)3、Al2O3粒子和介孔SnO2。在膜气液接触器中，气液进行非分散式接触，微孔膜提供了稳定而巨大的界面面积，过程能耗低，易于放大，气体可被完全吸收，属于绿色高效的气液反应过程。根据气液反应理论，预测了连续操作和半间歇两种操作模式中液相浓度、CO2分压、液相流速等对CO2吸收速率的影响规律，并通过实验测定予以验证；同时，研究了液相浓度、CO2分压、液相流速、添加剂等对粒子形貌和膜污染的影响规律。理论计算表明，连续操作中，Ca(OH)2浓度主要影响增强因子E，吸收速率随液相浓度而缓慢增加；CO2分压主要影响传质推动力，对E影响可忽略，吸收速率与CO2压强成正比；液相流速主要影响kl，对E影响可忽略，吸收速率随流速而增加；基于双膜理论和表面更新理论的计算结果相同，理论计算值与实验测定值吻合较好。在实验条件下，液相浓度、CO2分压和液相流速对粒子形貌的影响不明显，CaCO3粒子粒径在70nm左右，分布均匀。当Ca(OH)2浓度和流速过高，或CO2压强较低时，膜接触器进口处液相压强较高，液体易渗出膜孔，造成外表面污染；膜接触器出口端膜外表面污染很少；膜内表面污染在接触器进口处以原料吸附为主，在出口处污染较少。反应后用稀盐酸清洗膜使之再生，膜重复使用9次，膜传质系数未见明显降低。在半间歇操作中添加PVP和PEG后，粒度降为48nm左右，分散性提高。所得SrCO3纳米粒子为球形，粒度均匀。Al(OH)3粒子为球形，50nm左右，煅烧后得到Al2O3，粒子尺寸增加至70nm左右。以Na2SnO3-CO2为反应体系，利用膜气液接触反应首先制得SnO2溶胶，然后加入阳离子表面活性剂CTAB作为结构导向剂，经混合、熟化、干燥、焙烧等处理，得到介孔SnO2。采用正交实验法考查了操作条件对产物结构的影响，确定了优化的合成条件。
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