高渗透性中空纤维陶瓷膜

背景技术陶瓷膜由于其具有耐高温，高强度，耐化学性，非生物降解，可控制的孔径分布，易于再生以及使用寿命长的优点而受到广泛关注。它们在废水和废气处理领域具有广阔的应用前景。现有技术的陶瓷膜通常是单通道或多通道管状构造的膜，并且其外径通常为3至20cm。单位体积膜的堆积密度小（lt，300m2 / m3）。膜设备占据较大的空间和分离效率。而且，陶瓷膜通常通过颗粒之间的自由堆积形成孔，孔隙率一般低于35％），并且流体渗透阻力大，因此现有的陶瓷膜不能满足大规模的水处理和高温废气的要求。过滤和纯化。在某些应用中，迫切需要降低膜的渗透阻力，减少压力损失（降低背压），并有效提高过滤效率。因此，近年来进行了很多研究。其中，通过相转化法制得的中空纤维结构陶瓷膜（外径小于2mm）每单位体积的堆积密度大（＞ 1000m2 / m3），制备工艺简单。 ，低成本和其他突出的优点已经得到了广泛的关注和应用。目前，在现有技术中，通常在相转化法中用水作为内部和外部胶凝剂来制备中空纤维陶瓷膜。如图1所示，中空纤维结构的陶瓷膜通常具有典型的不对称结构。形成了指状孔层2和中间海绵状层3。由于中间层的数量众多且海绵层2较厚，因此现有结构对跨膜流体的抵抗力较大。另外，手指毛孔层2的毛孔形状是短的小手指，内外表面皮层的密度相等，因此内皮层也会产生一定的阻力，不利于减少膜阻力，导致低的膜渗透通量，影响膜的渗透性，并没有提高中空纤维陶瓷膜的分离效率。本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种结构不对称，结构合理的中空纤维陶瓷膜，以降低跨膜的渗透阻力，提高膜的渗透通量，从而有效地改善膜。渗透性能。通过以下技术方案实现该目的：提供一种高渗透性的中空纤维陶瓷膜，其由内表皮层，指孔层和外多孔层按从内到外的顺序组成。本实用新型减少了现有中空纤维陶瓷膜的层数，省去了现有技术中的海绵状层，有利于降低跨膜渗透性。此外，本实用新型主要由指状孔层构成，其厚度为膜壁厚度的90-95％，其孔沿膜管的径向延伸并贯穿该层。本实用新型主要由中间厚的手指状孔隙层组成，其孔隙形状为长而大的手指状，有利于降低耐流体渗透性，提高渗透率。在上述方案中，根据本发明的外部多孔层的厚度为10至30μm，并且内部表层的厚度为1至5μm。本发明的外部多孔层可以是海绵状层。本实用新型具有以下有益效果：减少了现有的中空纤维陶瓷膜的层数，消除了现有技术中的海绵状层造成的弊端，并使用了大的手指状。中间的孔层。主要是从根本上改变了中空纤维陶瓷膜的结构，膜的孔隙率可以达到50％以上，r表面的孔径和孔隙率大于外表面，更有利于外层较薄的多孔层作为分离层，并降低跨膜的渗透阻力，提高膜的渗透通量，有效地提高膜的渗透性性能。陶瓷过滤器，陶瓷膜，陶瓷膜过滤器