Design, Fabrication and Application of Polymeric Porous Media

Le polym?re poreux (PM) associe les avantages double des mat?riaux poreux et des polym?res, ayant la structure unique de pore, la porosit? sup?rieure et la densit? inf?rieure, ce qui poss?de une valeur d?application importante dans les domaines de l'adsorption, le soutien de catalyseur, le s?parateur de batterie, la filtration, etc. Actuellement, il existe plusieurs fa?ons de pr?parer le PM, comme la m?thode de gabarit, la m?thode de s?paration de phase, la m?thode d'imagerie respiratoire, etc. Chacune des m?thodes ci-dessus existe ses propres avantages, mais la pr?paration ? grande ?chelle de PM ? structure de pore contr?lable et aux fonctions sp?cifiques est toujours un objectif ? long terme sur le domaine et l'un des principaux objectifs de ce m?moire. La co-extrusion de microcouche est une m?thode pour produire de fa?on efficace et successive des polym?res avec des structures de couches altern?es, ayant les avantages de haute efficacit? et faible co?t. Par cons?quent, sur les exigences structurelles de PM de l?application sp?cifique, ce m?moire a con?u le PM avec une structure sp?cifique et une co-extrusion de microcouche de mani?re cr?ative combin?e avec la m?thode traditionnelle de pr?paration de PM (m?thode de gabarit, m?thode de s?paration de phase), en combinant les avantages des deux m?thodes, les PM avec une structure de pore id?ale peuvent ?tre pr?par?s en grande quantit? et l?on peut ?galement explorer son application dans les s?parateurs de batteries au lithium-ion et l'adsorption d'hydrocarbures aromatiques polycycliques.Le plus important, dans la deuxi?me partie de cet essai, se trouve que la simulation micro-num?rique est utilis?e pour ?tudier le transport et le d?p?t de particules dans des milieux poreux pour explorer le m?canisme des mat?riaux poreux dans les domaines de l'adsorption et du s?parateur de batterie. Le code de 3D-PTPO (un mod?le tridimensionnel de suivi des particules combinant Python? et OpenFOAM?) est utilis? pour ?tudier le transport et le d?p?t de particules collo?dales dans des milieux poreux, l?on adopte trois mod?les (colonne, venturi et tube conique) pour repr?senter diff?rentes formes de mat?riaux poreux. Les particules sont consid?r?es comme des points mat?riaux pendant le transport, le volume des particules sera reconstitu? et d?pos? comme partie de la surface du mat?riau poreux pendant le d?p?t, la caract?ristique principale de ce code est de consid?rer l'influence du volume des particules d?pos?es sur la structure des pores, les lignes d'?coulement et le processus du d?p?t des autres particules. Les simulations num?riques sont d'abord conduites dans des capillaires simples, le travail de chercheurs de Lopez et d?autres est r?examin? en ?tablissant un mod?le g?om?trique tridimensionnel plus r?aliste et il explore les m?canismes cach?s derri?re les r?gles de transmission et de d?p?t. Par la suite, des simulations num?riques sont effectu?es dans des capillaires convergents-divergents pour ?tudier la structure des pores et l'effet de nombre Peclet sur le d?p?t de particules. Enfin, l?on ?tudie l?effet double de l'h?t?rog?n?it? de surface et de l'hydrodynamique sur le comportement de d?p?t de particules.