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相转化法制备的中空纤维陶瓷膜具有装填密度高和单位体积膜有效过滤面积大、膜管壁薄、自支撑非对称结构和渗透通量高等独特的结构与性能优点

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2021-07-16 1:09:18 * 浏览: 2

净水器优选步骤b中所述的清扫气为氮气或氩气优选步骤c中所述的重复步骤b的次数为10~2000次;更优选100~2000次。有益效果:利用原子层沉积技术,在陶瓷膜表层孔道内连续沉积均勻致密氧化物薄膜,对陶瓷分离膜的孔径进行精密调节,实现了孔径由微米级到纳米级的连续调节。通过改变ALD沉积的循环次数,在陶瓷基膜上沉积不同厚度的氧化铝层。扫描电子显微镜观测证实了随着沉积次数的增加,膜孔径逐步减小直至完全封闭,并形成具有梯度孔结构的超薄分离层;测试了不同沉积次数膜管的纯水通量以及对牛血清蛋白(BSA)的截留率,结果显示随着沉积次数的增加,膜的纯水通量逐渐变小而对BSA的截留率逐渐增加,而截留率上升的幅度明显高于通量下降的幅度。如经600次ALD循环沉积氧化铝,膜通量由沉积前的1700L·(m2·h·bar)下降至1lOL·(m2·h·bar)—1,而对BSA的截留率则由沉积前的3%提高至98%,实现了基膜从微滤膜到超滤膜、纳滤膜以至致密膜的转变。(1)孔径调节的精度高。每一次ALD循环,产生的沉积层的厚度在0.1纳米以下,也即膜孔可在优于0.1纳米的精度上减小;(2)孔径调节过程均勻连续。ALD在陶瓷膜上产生的沉积层厚度可通过改变循环次数来均勻连续的控制,得到孔径介于基膜和致密膜之间的任意孔径;(3)操作简单方便。原子层沉积反应前,不需对基膜进行预处理;而沉积过程中各步反应均在腔体中进行,可自动控制,不需要人工干预,而且沉积结束后不需后处理,可直接使用;(4)工艺绿色无污染。ALD对陶瓷膜的孔径调节过程不使用有机溶剂,多余前驱体或副产物可回收,没有“三废”排放。

硫酸除杂办法其中无机膜中以陶瓷膜为主导,具有有机膜无法比拟的优点,在水处理中已部分取代了有机膜的位置无机膜技术的发展很快,尤其是自20世纪90年代后,无机膜技术的发展更为迅速,年增长率达到30%~35%,其中陶瓷膜占80%左右。结构及过滤原理陶瓷膜也称CT膜,是固态膜的一种,是以多孔陶瓷为载体支持体、以微孔陶瓷膜为过滤层的陶瓷质过滤分离材料,主要材质是Al2O3、ZrO2、TiO2和SiO2等无机材料,呈管状及多通道状,管壁密布微孔,其孔径为0.004~15μm。陶瓷膜按用途可分为微滤(MF)膜、超滤(UF)膜、纳滤(NF)膜、反渗透(RO)膜等;按结构可分为对称陶瓷膜和不对称陶瓷膜,其中不对称陶瓷膜至少由两层构成,在某些情况下可由三层以上构成如图1所示。这类不对称结构的目的是要构成一种无缺陷的分离层,同时又减少膜的液压阻力,并保障膜的机械强度。支撑体层的厚度一般约为几个毫米,孔径范围大约在1~10μm;中间过渡层的厚度一般为10~100μm,孔径范围常在50~100nm;过滤层(陶瓷分离膜)是很薄的,厚度约为1~10μm,孔径常在100nm以下。陶瓷膜亦可为多层,层数越多,微孔梯度变化愈平缓,其抗热震性越好,而抗热性方面优于其他膜。降低过滤层(膜)的厚度,其过滤分离效果可优于高分子膜。陶瓷膜分离技术主要是依据“筛分理论”,根据在一定的膜孔径范围内渗透的物质分子直径不同则渗透率不同,原料液在膜管内或膜外侧流动,小分子物质或液体透过膜,大分子物质或固体被膜截留,使流体达到分离、浓缩、纯化和环保等目的。陶瓷滤芯陶瓷膜陶瓷膜过滤器。

废酸除杂其中膜工艺的研究相对较多,且多为MF膜与UF膜,RO膜则较少,制备完好致密无缺陷的RO膜或对RO膜结构性能的测试与表征都是当前的研究热点和难点课题陶瓷滤芯陶瓷膜陶瓷膜过滤器。

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钛白粉清洗3结语中空纤维陶瓷膜的制备方法主要有机模板法、静电纺丝法、挤压成型法和相转化法等有机模板法制备的中空纤维陶瓷膜微观结构的取决于所用模板微观结构,可用于对称和非对称结构膜的制备。但模板法制备中空纤维陶瓷膜工艺过程复杂,制备的膜易开裂和变形。静电纺丝法主要用于纳米陶瓷中空纤维的制备,其优点是可连续成型,适用于大批量对称结构陶瓷中空纤维制备。但制备的中空纤维干燥和烧成收缩大,易开裂甚至断裂,且静电纺丝过程一般在10kV以上的高压下进行,对设备要求高。挤出成型法制备的中空纤维陶瓷膜为对称结构,管壁厚,常用于中空纤维复合陶瓷膜大孔支撑体制备。将相转化法应用于中空纤维陶瓷膜的制备,可实现通过一步成型制造具有非对称结构和自支撑成膜的复合陶瓷膜,有望大大提高膜分离性能、简化膜制备工艺和显著降低制造成本。相转化法在中空纤维陶瓷膜的制备方面正受到越来越多的关注,是最有最有产业化应用前景的中空纤维陶瓷膜制备技术。相转化法制备的中空纤维陶瓷膜具有装填密度高和单位体积膜有效过滤面积大、膜管壁薄、自支撑非对称结构和渗透通量高等独特的结构与性能优点,可用作多孔和致密陶瓷分离膜、微通道反应器、催化剂载体等,在石油化工、化学工业、冶金工业、食品工业、医药卫生、新能源和环境保护等领域有着广阔的应用前景。陶瓷滤芯陶瓷膜陶瓷膜过滤器。

未来陶瓷膜领域的发展趋势将集中在以下5个方面:(1)进一步提高陶瓷膜材料的分离精度及其分离稳定性,使其在液体分离领域实现纳滤级别的连续高效运行,在气体分离领域实现多组分气体的高效分离;(2)研制具有大孔径及高孔隙率的耐高温陶瓷分离膜材料,使其在资源的高效利用及环境保护等领域实现高温气固分离过程的长期稳定运行;(3)实现陶瓷膜表面性质的调控,通过改变其表面亲疏水性及荷电性、生物兼容性等以拓展陶瓷膜的应用领域;(4)实现陶瓷膜的低成本化生产,结合构建面向应用过程的膜材料设计与制备方法,解决陶瓷膜推广应用的瓶颈问题;(5)研制耐强酸强碱等苛刻体系的膜材料,提高膜材料分离性能的稳定性,拓展其在过程工业的应用范围,多孔陶瓷膜制备技术研究必将进一步引领和推动陶瓷膜技术及产业的发展,进而实现制备技术从理论到应用的转化,早日攻克困扰陶瓷膜技术发展的热点及瓶颈性难点,将缓解过程工业面临的资源,能源与环境的瓶颈压力陶瓷滤芯陶瓷膜陶瓷膜过滤器。

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