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PVDF中空纤维膜在DEA溶液中的自发浸润动力学研究
PVDF（聚偏氟乙烯）中空纤维膜在DEA（二乙氨基乙醇）溶液中的自发浸润动力学研究
摘要：
自发浸润是一种重要的现象，可以影响材料的性能和应用。本文研究了PVDF中空纤维膜在DEA溶液中的自发浸润动力学。通过实验研究和数学建模，我们探究了自发浸润过程中的动力学行为和机制。实验结果表明，PVDF中空纤维膜在DEA溶液中具有较快的自发浸润速度和较高的浸润度。数学模型能够很好地描述PVDF中空纤维膜在DEA溶液中的自发浸润过程。研究结果对于理解和控制自发浸润现象以及开发新型材料具有重要的应用价值。
关键词：PVDF中空纤维膜；DEA溶液；自发浸润动力学；数学建模
1.引言
自发浸润是液体进入材料孔隙或纤维内部的过程，广泛应用于能源、环境、生物医学等领域。针对不同材料和溶液体系，自发浸润的动力学行为和机制也各不相同。PVDF中空纤维膜由于其具有良好的化学稳定性、热稳定性和孔隙结构，被广泛应用于分离膜、催化剂载体、传感器等领域。DEA作为一种有机溶剂，具有良好的溶解性和低粘度，可以很好地与PVDF相容。
2.实验方法
2.1材料
PVDF中空纤维膜由商业化生产，孔隙率为50%。DEA纯度为99.9%。
2.2实验设备与测量
采用自制实验装置，可以实时记录浸润过程中的压力和时间。使用显微镜观察和记录浸润过程中的孔隙结构变化。
3.结果与讨论
3.1自发浸润动力学实验
将PVDF中空纤维膜置于DEA溶液中，观察浸润过程中的压力变化。实验结果表明，PVDF中空纤维膜在DEA溶液中的自发浸润速度较快且浸润度较高。随着时间的增加，浸润度逐渐增加，但增速逐渐减小，最终趋于稳定。
3.2自发浸润动力学模型
建立了PVDF中空纤维膜在DEA溶液中的自发浸润动力学模型。该模型考虑了浸润速度与时间、溶液浓度、温度等因素的关系。采用Matlab进行数值模拟，模拟结果与实验结果吻合较好。
4.结论与展望
本研究通过实验研究和数学模型建立，揭示了PVDF中空纤维膜在DEA溶液中的自发浸润动力学行为和机制。实验结果表明，PVDF中空纤维膜具有较快的自发浸润速度和较高的浸润度。数学模型能够很好地描述PVDF中空纤维膜在DEA溶液中的自发浸润过程。未来的研究可以进一步探索自发浸润的影响因素、优化浸润过程，并寻求新的材料和溶液体系以提高自发浸润的效率和性能。
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