PVDF中空纤维膜接触器吸收CO2过程的膜浸润动力学研究的任务书.docx

PVDF中空纤维膜接触器吸收CO2过程的膜浸润动力学研究的任务书
一、研究背景
CO2是造成全球气候变化的主要温室气体。因此，减少CO2排放至关重要，其中一种方法是通过利用CO2吸收剂把CO2从燃烧废气中捕获出来。其中一种方法是使用膜接触器来吸收CO2。其中，在PVDF中空纤维膜接触器中利用膜的化学和物理吸附特性捕获CO2。
二、研究目标
本研究旨在探究PVDF中空纤维膜接触器的膜浸润动力学，以进一步优化CO2捕获效率。具体目标如下：
1.研究PVDF中空纤维膜结构及其物理和化学性质对CO2吸附能力的影响。
2.研究CO2在PVDF中空纤维膜上的传质特性和吸附动力学。
3.寻找最优的操作条件以保证最佳的CO2吸附效率。
三、研究内容
1.PVDF中空纤维膜的制备及性质测试
通过干法电纺制备PVDF中空纤维膜，并对其进行SEM、FTIR、TGA等分析方法测试其物理和化学特性。同时，对不同膜孔径、膜厚、温度、压力等因素的影响进行研究，以确定最优的膜结构和操作条件。
2.CO2传质特性研究
通过浸润、吸附等方法，研究CO2在PVDF中空纤维膜上的传质特性。通过调节操作条件，包括温度、压力等，研究这些因素对CO2传质的影响，以确定最佳的操作条件。
3.吸附动力学研究
根据观测到的CO2传质特性，探究CO2在PVDF中空纤维膜上的吸附动力学，包括吸附速率、表面反应速率、CO2吸附量等，以进一步研究影响吸附效能的因素。
4.最优操作条件的确定
结合前面的研究结果，确定最优的操作条件以最大化CO2吸附效率。这包括最佳的温度、压力、膜孔径等参数。
四、研究意义
本研究对CO2减排有重要的意义。首先，研究结果可以用于优化膜接触器的设计和操作，从而提高CO2吸附效率。其次，通过掌握CO2在PVDF中空纤维膜上的传质特性和吸附动力学，可以为其他吸附CO2的过程提供参考，例如离子液体和纳米材料。最后，研究结果可以有助于开发更高效的CO2吸收剂和减排技术，以达到全球气候变化的目标。
五、参考文献
1.Kim,D.etal.(2017).CO2capturetechnologiesforcementindustry.JournalofCleanerProduction,142,4140-4160.
2.Zhao,W.etal.(2021).CaptureofCO2fromfluegasbypolyvinylidenefluoridehollowfibermembranecontactors:performanceandhydrodynamicissues.JournalofMembraneScience,620,118907.
3.Bai,L.etal.(2021).EnhancementofCO2captureperformancebyheatingpolyvinylidenefluoridehollowfibermembranecontactor.SeparationandPurificationTechnology,267,118552.
4.Liu,J.etal.(2020).Gasadsorptiononpolyvinylidenefluoridehollowfibermembrane:Fromphysicalabsorptiontochemicalgrafting.ChemicalEngineeringJournal,397,125312.
5.Farnoosh,M.etal.(2018).Membrane-basedCO2capture:Areviewandnewperspectives.ChemicalEngineeringScience,187,22-44.