陶瓷膜污染的超声波辅助清洗

膜污染的控制和膜的清洗再生是膜应用的关键,研究了采用超声波辅助清洗被乳化液污染的氧化锆陶瓷膜。结果表明：超声波的功率、超声清洗时间及膜污染程度等对清洗效果均有影响,超声功率越高,清洗后水通量的恢复率越高,超声清洗时间在20 min左右比较适宜。超声波对膜表面的污染清洗效果较好,对膜孔内堵塞清洗效果相对较弱,超声辅助化学清洗可有效恢复膜通量。     

面向健康产业应用需求的膜技术与膜材料

健康产业发展潜力巨大,其中,医药、医疗和保健行业占有重要地位,但其面临医药资源利用率低、生产工艺污染严重、高端产品依赖进口、质量标准体系不完善等制约因素。将膜分离技术应用于医药、医疗和保健行业,解决发展面临的诸多问题,对于推进我国健康产业发展将发挥重要作用。鉴于国内外尚无针对膜技术应用于健康产业进展的相关文献报道,本文针对面向健康产业应用的膜技术及膜材料进展进行了综述,探讨了健康产业应用对膜材料提出的要求及标准,重点研究了微滤、超滤、反渗透、纳滤、膜生物反应器、渗透汽化、气体分离、人工脏器等膜材料现状,分析了制约其发展的关键问题并提出相关建议,以期为相关部门及行业人员提供参考。     

糖用脱色树脂吸附己糖碱性降解色素传质机理解析

以回溶糖浆代表性色素——己糖碱性降解色素为吸附模型底物,考察糖用脱色树脂对其吸附性能,并采用4种新型吸附传质现象学模型,即外部传质阻力（external mass transfer resistance,EMTR）、内部传质阻力（internal mass transfer resistance,IMTR）、活性位点吸附（adsorption on active sites,AAS）及EMTR-IMTR组合模型,解析树脂吸附色素传质机理。在色素初始质量浓度为60、90 mg/L及120 mg/L条件下,树脂对色素平衡吸附量分别为190、270 mg/g及326 mg/g,对应脱色率分别为95%、90%及82%。树脂吸附色素限速步骤由EMTR和IMTR共同决定,但AAS步骤不可忽略。EMTR-IMTR组合模型可准确求解吸附体系任意时刻树脂周围液膜及其内部孔道对色素吸附量,AAS模型可准确计算吸附过程任意时刻物理及化学吸附速率大小,可为阐明吸附传质机理提供新视角。     

双膜强化类Fenton工艺处理制浆废水的研究

类Fenton工艺又称非均相Fenton工艺,主要用于降解废水COD,可避免传统Fenton工艺产生的铁泥问题,但双氧水利用率尚有待提高。采用1个陶瓷膜分布H_2O_2,另1个陶瓷膜分离催化剂,构成双膜促进的非均相Fenton新工艺,考察了不同催化剂对制浆废水中COD的降解效果,优化了H_2O_2进料速率和反应渗透通量,分析了催化剂的稳定性和陶瓷膜污染情况。结果表明,自制立方体结构的Cu2O对制浆废水中COD降解效果最佳,当Cu2O添加量为1 g·L-1,H_2O_2加入量为0.8 ml·L-1,反应温度为30℃,反应渗透通量为137 L·m-2·h-1时,RO(Ⅰ)~RO(Ⅳ)4种废水的COD降解量分别为11、130、291和417 mg·L-1,H_2O_2的利用率分别为9%、106%、232%、334%,H_2O_2利用率大于100%的主要原因是废水中大量的氯离子与铜催化剂作用产生氯自由基参与了降解反应,COD降解量与Cl-含量呈现线性关系,并且COD降解率随膜渗透通量的减小而增大。360 min的连续运行表明陶瓷膜分布器在非均相Fenton反应过程中会形成可逆滤饼层,膜污染较小,COD降解率稳定保持在65%以上。随着制浆废水中盐浓度的增大,Cu2O催化剂稳定性变差,Cu离子的溶出量增大。陶瓷膜可以强化非均相Fenton工艺处理制浆废水效果,提高双氧水的利用率和连续运行的稳定性。     

纳米晶氧化铜的制备及其催化苯酚氧化性能

采用沉淀法制备了纳米晶氧化铜催化剂,通过XRD、TEM及N2吸附-脱附法对纳米晶氧化铜催化剂的微观结构进行了表征。表征结果显示,制备的纳米晶氧化铜的平均粒径为8.5 nm,比表面积为56.2 m2/g。研究了纳米晶氧化铜催化氧化苯酚的性能,同时对反应条件进行了优化。实验结果表明,自制的纳米晶氧化铜催化剂具有优良的催化性能,反应条件(如催化剂用量、抗坏血酸用量、溶剂中醋酸含量及反应温度)对苯二酚收率有显著影响。在苯酚浓度1.28 mol/L、催化剂用量0.572mol/L、抗坏血酸用量0.796 mol/L、20%(φ)醋酸水溶液(50 mL)为溶剂、氧气流量70~80 mL/min、反应温度308 K的优化条件下反应90 min,苯二酚收率达14.90%。     

多孔碳化硅及氧化铝/碳化硅复合膜的制备与性能

以碳化硅(SiC)为骨料,氧化铝(Al2O3)为烧结助剂,在空气气氛下反应烧结制备碳化硅多孔陶瓷支撑体,并配制Al2O3制膜液,采用浸浆法在支撑体表面进行涂膜.重点考察Al2O3添加量对支撑体的孔隙率、抗弯强度、微观形貌的影响与支撑体的抗热震性能;采用环境扫描电镜(SEM)观察膜层的微观形貌,并对膜层的气体渗透性能、抗热震性能等进行考察.结果表明,当烧结温度为1500℃、Al2O3添加质量数为10%时,支撑体的抗弯强度为31MPa、孔隙率为30%,气体渗透系数为4 000m3/(m2.h.0.1MPa),抗热震性能良好;制备的碳化硅陶瓷复合膜,其平均孔径为4.7μm,膜厚为110μm,气体渗透系数为1 917m3/(m2.h.0.1MPa),具有良好的抗热震性能.     

基于红糖生产的蔗汁陶瓷膜过滤工艺技术

采用孔径为8、50 nm及500 nm的陶瓷膜对蔗汁进行过滤澄清生产红糖,解决传统红糖制作利用上浮撇泡方式处理蔗汁清净效果差导致成品糖品质低的问题.对比不同孔径陶瓷膜过滤蔗汁渗透通量大小、清净效果及能耗高低,结合红糖生产工艺需求,得出孔径为50 nm的陶瓷膜最适用于蔗汁过滤澄清生产红糖.在适合的操作条件下,考察孔径为5...     

卵清蛋白的膜污染及次级膜效应

为了研究蛋白对有机微滤膜(孔径0.16~0.36μm)的污染过程,以卵清蛋白为研究对象,在不同操作压力以及添加葡聚糖的情况下对卵清蛋白溶液进行过滤分离.结果表明:有机微滤膜对1 g/L的卵清蛋白的截留率可达到60%以上,对于其中添加的葡聚糖(截留相对分子质量Mw=70 000)也有一定的截留率,蛋白污染层形成过程受到操作压力的影响,并且具有明显的次级膜截留特性.     

Y型沸石吸附噻吩的能量及结构异质性的分子模拟

采用GCMC方法计算了噻吩在全硅Y和NaY沸石上的吸附,通过变化不同的噻吩吸附量得到吸附能量的异质性,并基于主客体径向分布函数剖析了吸附能量的异质性。根据对噻吩分子与沸石之间能量的分析,噻吩分子与沸石之间的作用主要由短程的色散作用控制。NaY沸石上吸附表现出与全硅Y沸石明显不同的吸附位特征,钠离子的引入明显地增强了对噻吩的吸附作用。钠离子与噻吩之间的静电和色散作用是引起这两种不同化学组成沸石吸附热不同的重要因素。进一步对径向分布函数分析确定了NaY沸石中S—Na,CHsp2—Na之间存在独特的作用位。     

基于CFD的恒通量陶瓷膜厚度设计

膜厚度对膜渗透性能有着显著影响。本文结合Navier-Stokes公式和Darcy定律对恒通量膜的膜厚度沿程分布进行了模拟计算。膜通道内的主体流动采用Navier-Stokes公式来描述,多孔介质内的流动采用Darcy定律来描述,多孔介质比阻采用Konzey-Carmen方程来计算。结果表明,膜厚度的沿程分布趋近于线性分布,并随操作压力、错流速率、操作温度的变化而变化。错流速率对膜厚度分布的影响尤为显著,而压力和温度的影响较小。在不同的错流速率下,要实现恒通量操作,必须有合适的膜厚沿程分布的膜。本计算结果为恒通量膜的制备、应用提供了依据。