限域传质分离机制初探：界面吸附层的“二次限域”效应

作者：高庆伟; 覃瑶; 张禹萌; 王珊珊; 朱育丹^*; 吉晓燕; 陆小华

来源：化工学报, 2020, 71(10): 4688-4695.

• 二次限域
• 限域传质
• 膜
• 分离

限域传质分离膜主要面向分子/离子水平的高精度分离过程,对解决CO2分离、共沸物分离、盐湖提锂、海水淡化等重大应用需求具有重要意义。然而目前,这类膜的限域传质机制研究滞后,理论模型缺乏,已不能满足材料和化工等学科高速发展的需求。用介科学观点思考限域传质分离膜同时具有高通量和高选择性这一反常现象,即突破Trade-off效应,这是选择性机制与通量机制之间的竞争与协调导致的。纳微固液界面处流体分子在界面处会优先吸附,形成稳定的吸附层,基于此本文提出了"二次限域"的假说,即界面诱导的类固态新界面会对中间流体再次产生限域效应。通过对比限域传质分离膜的孔道尺寸与二次限域尺寸,进一步认知了二次限域的选择性机制,并结合选择性机制与通量模型对膜通量和选择性的定量预测进行了初探,以期为精密构建限域传质膜提供理论基础。

• 单位
  南京工业大学; 材料化学工程国家重点实验室