膜接触器捕集CO2技术具有广阔的应用前景,它综合了传统吸收与膜分离技术的优点,然而疏水膜浸润现象却是制约其发展的一大阻碍。膜浸润是指疏水性膜孔被溶液逐渐充满,导致传质阻力大幅度上升,严重影响膜接触器吸收效率的现象。膜浸润可以分为受迫浸润和自发浸润,受迫浸润是由于液气相压力差的作用而产生的,而自发浸润的机理和过程仍需进一步地深入探究。本文首先在吸附浸润机理的基础上对自发浸润展开研究,对吸附浸润机理进行修正完善,使其能够更加合理地描述自发浸润的进程;然后依据浸润机理在膜渗入方程中引入修正系数,并以其为核心建立动力学模型,模拟出自发浸润的全部过程;最后根据吸附浸润机理寻找出合适的延缓浸润方法。本论文的主要研究内容和结果如下:(1)通过表面张力-接触角和黏附张力法联合吸附方程计算出了DEA分子在PVDF疏水膜壁上的固液吸附常数,随后通过对膜孔内分子扩散和吸附过程的分析,推测出DEA分子在膜壁上的吸附是自发浸润的控制阶段。根据达西扩散定理提出了液气相压力差与附加压力在浸润过程中的协同作用方式,液气相压力差能够使溶液在膜孔内的液面附近形成固液吸附界面,在界面上存在着多层三相接触线产生不同的附加压力推动溶液在膜孔中运动,最后根据多层三相接触线的理论对吸附浸润机理进行修正。(2)采用疏水膜孔中侵入溶液的平均质量法计算出了 DEA溶液与PVDF疏水膜孔内壁之间的平均接触角,随后通过扩散方程转化得到了膜孔内液面前端半月板处的浓度。基于修正后的吸附浸润机理,在疏水膜的渗入方程中引入了修正系数项,并且利用修正后的渗入方程与MATLAB模拟算法相结合,采用逐个膜孔计算的方式建立了PVDF疏水膜在DEA溶液中的自发浸润动力学模型,其能够准确的预测浸润比率随时间的变化,并将浸润过程中的不同阶段关联在一个完整模型中。(3)根据修正后的吸附浸润机理寻找出了一种延缓膜浸润的方法,即通过向DEA溶液中添加无机盐/碱的方式来增加溶液的表面张力,使溶液中的阴阳离子能够对固液界面上的吸附产生扰动,从而延缓膜浸润的发生。实验发现能够在相同浓度下产生更多的阴阳离子以及具有和DEA分子相似的相对分子质量的无机盐/碱具有更好的延缓浸润效果。