【摘 要】
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膜分离技术是最有发展前途的分离方法之一.在膜分离过程中,渗透物分子在膜内的扩散过程,是影响膜分离性能的关键因素.但是,在大多数玻璃态聚合物内,渗透物分子的扩散不再遵循
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膜分离技术是最有发展前途的分离方法之一.在膜分离过程中,渗透物分子在膜内的扩散过程,是影响膜分离性能的关键因素.但是,在大多数玻璃态聚合物内,渗透物分子的扩散不再遵循Fick定律,显示反常扩散现象.由于多数性能优异的分离膜显示反常扩散的特征,所以研究反常扩散现象对于膜分离技术的发展,具有重要的意义.该文从理论和实验两方面对反常扩散现象进行了研究.基于自由体积概念,提出"扩散通道"的概念.采用随机游动理论对"扩散通道"中的扩散过程进行理论研究.研究结果表明,在均相区,扩散遵循Fick定律;在分形区"扩散通道"的悬空端造成扩散粒子的停留时间的宽分布,"扩散通道"的分形结构使得扩散粒子具有"历史效应"和曲折的通路,所有这些使得扩散不再遵循Fick定律.特别是,存在分形渡越现象,即当渗透物分子直径减小或膜厚增加到一定程度时,膜内扩散会出现从反常扩散到正常扩散的转变.采用路径积分和重正化方法,研究了分形区内渗透分子在"扩散通道"上随机游动的几率密度,得到了解析形式.用该文模型对文献上的动态吸附实验数据进行了处理,结果令人满意.所有这些显示出该文模型及提出的扩散方程,具有普遍的适用性.
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