在实际生产的传质过程中，传统的吸收塔不仅耗费材料、吸收率低、浪费能源，并且对环境造成了严重的污染，且可控性差。因此，现在新兴的膜接触器成为了工业生产界的新宠儿。作为新式的吸收设备，膜接触器具有材料成本低、吸收效率高、节约能源以及对环境无污染等非常显著的优点。与此同时，其还具有不易发生危险、安全性高而且易于控制的特点。

在正常情况下，疏水膜是不会被纯水浸润的。然而，加入表面活性剂以后的水溶液中表面张力减小，这使得溶液能够浸润疏水膜。为了保持高效的传质，我们必须最大程度减小吸收液对疏水微孔膜的浸润现象。

本实验内容为：将聚偏氟乙烯（PVDF）平板膜、聚丙烯（PP）平板膜和聚四氟乙烯（PTFE）平板膜在不同的温度、浓度和压力下，分别浸润到二乙醇胺（DEA）和甘氨酸钾（PG）溶液中，用高精度电子天平记录疏水性微孔膜的质量变化来表示疏水性微孔膜被溶液的浸润情况。在数据处理阶段，引出一个新的量——膜增重比，来表示单位时间内单位面积的疏水性微孔膜被溶液浸润的百分比，并绘制膜增重比随着时间的变化曲线，这样便可以直观的表示出疏水性微孔膜被溶液浸润的速率以及不同种类的疏水性微孔膜被浸润的程度不同。通过改变实验操作条件，如温度、溶液浓度、膜的种类以及加入无机盐，来观察这些因素对膜浸润过程的影响。除此之外，在前人的实验基础上，我们将单侧浸润的实验装置进行改造，将疏水性微孔膜上方加上一个密封装置，并在装置上方安装抽气管以及压力测量器。一方面，使用这个装置可以使得测量结果更加准确；另一方面，这样的装置可以满足后续我们将要改变压力的对照实验，而通过改变压力来测量膜增重比的变化实验是前人没有实践过的。

本实验结果表明，PG溶液和DEA溶液对PVDF平板膜均可自发浸润。溶质分子的吸附实现了浸润。PG溶液和DEA溶液都改变膜的表面结构，都使膜孔中大孔变大，小孔变小。溶液的浓度、温度升高促进浸润。膜上方气压会改变气相阻力。气相阻力小会推进浸润。被浸润的膜中氧的分布会变化。证实了溶质分子在膜孔道内扩散使得溶液在膜孔道内扩散。而无机盐使得溶液表面张力增大。这使得浸润过程更艰难。还可能是无机盐NaCl离子在疏水膜表面的吸附，阻碍了溶质分子在膜孔道内的扩散，阻碍了溶液对疏水膜的浸润。

古往今来，回顾人类发展的历史，伟大的技术革新总是发生于不经意间。自工业革命伊始，人类探索新鲜事物的好奇心和能力便再也没有减退。作为推动社会发展车轮的驱动力和执行者，化学工业的发展从始至终一直在整个工业发展历程中发挥着不可代替的作用。与此同时，在一片“夕阳产业”的声讨中，化学工业并没有停止发展革新的脚步，而是不屈不挠的顺应着时代的车轮前进着。

化学工业在满足人们基本生活需要的同时，也在不同的分支领域里进行着大胆的、积极的创新实践。其中，在实际生产过程中，传质分离已成为化学工程的核心技术，也是今后化学工业想要取得生产上进步的关键一步。目前，对于气液两相传质接触过程，膜技术已成为整个生产过程中不可或缺、无法代替的部分。自二十世纪中叶起，膜技术第一次被应用于工业生产，并且取得了很好的实际成果，大大增加了生产效益。与此同时，膜技术的不断发展也推动了整个化学工业的进步，成为整个化学工业发展乃至整个社会科学技术发展的带头者。随着现代膜技术的发展，膜技术已经产生了下属的许多分支，其中的膜分离技术，由于其较其他分离方法具有的明显优势，被现代的化工工程师们所青睐，成为了当代工业的主流分离技术，并得到了大规模的实际应用。

在膜分离技术中，传质阻力会使得膜分离效率大大降低，因此我们要最大限度的减小传质阻力。而其中由于溶液进入膜孔道而造成的膜浸润现象，使得传质阻力增大，从而造成传质通量大大减小，使得传质效率减小，不利于我们的实际生产过程。与此同时，除了会使得生产效率减小，浪费燃料和人力，膜浸润现象的不利影响表现还有对膜的使用寿命的损耗，这无疑会使得生产原料消耗量增大，无形中提高了生产成本。考虑到这两点不利因素，人们开始研究膜浸润现象产生的原因以及其影响因素，这无疑可以帮助我们减少浸润现象带来的危害，也可以方便我们找到操作过程中最优条件，以及如何调试得到经济上和环保方面上的最优化。但是与此同时，由于整个膜浸润的动力学模型还没有完善，所以我们要通过实验来推进机理模型的完善。

目前的研究对于膜浸润的过程研究已经很完善，但是其对影响因素的研究以及定量的表达尚未完善。本论文旨在将除了温度、吸收剂浓度以外的外部条件——压力加入其中，探讨疏水膜上方压力变化对于膜浸润的影响，从而使得影响膜浸润的因素更加完善，将更多减少膜浸润的方法应用到实际生产中。

第1.2节 膜浸润

1.2.1研究膜浸润的原因

在使用膜接触器进行传质过程中，其传质阻力由三部分组成：膜阻力（1/k_m）,气相边界层阻力（1/k_G）和液相边界层阻力（1/k_L）^【1】。如果将以气相总传质阻力（1/K_OG）为基准，那么总传质阻力可表示为