中空纤维陶瓷膜的研制现状与应用前景

相转化法制备中空纤维陶瓷膜是新近发展起来的一种陶瓷膜制造新工艺,它兼有了有机膜和无机膜制备方法的优点.中空纤维陶瓷膜具有比传统陶瓷膜比表面积大、自支撑体成膜、工艺简单和成本低等独特优势,因而在很多领域具有广泛的应用潜力和竞争力.本文主要介绍了利用高分子辅助方法制备如Al2O3、YSZ等中空纤维陶瓷膜的制备原理,研究进展及其在分离膜、质子导电膜、透氧膜和燃料电池等方面的应用现状.     

中空纤维陶瓷膜的研究进展

由陶瓷材料制备的无机膜具有良好的耐溶剂腐蚀性以及稳定性,在苛刻条件下能够表现出明显优于有机聚合物膜的性能。对陶瓷中空纤维膜的制备方法和制备过程中的相形成机理进行了讨论;从膜材料角度对其分类介绍;此外,介绍了陶瓷膜的煅烧工艺、表面改性及其应用等。     

相转化法制备氧化钇稳定氧化锆中空纤维陶瓷膜

采用相转化和烧结相结合的方法制备了氧化钇稳定氧化锆(YSZ)中空纤维陶瓷膜，研究了铸膜液中YSZ粉末含量和烧结温度对中空纤维陶瓷膜的微观结构和性能的影响。结果表明，YSZ中空纤维陶瓷膜的不对称结构包含指状结构和海绵状结构，YSZ含量会影响两种结构的比例，烧结则会引起微观结构的致密化。在铸膜液配比为m(YSZ):m(PSF):m(NMP)=5.0:1:4，烧结温度为1200 ℃的条件下制备出性能良好的中空纤维陶瓷膜，其纯水通量为2.33 m3/(m2·h·MPa)，抗弯强度为134.5 MPa。     

一步成型制备非对称多孔YSZ中空纤维陶瓷膜

采用有机相转化与固态粒子烧结法相结合,通过一步成型制备了非对称多孔氧化钇稳定氧化锆(YSZ)中空纤维陶瓷膜。SEM微观结构分析表明,制备的YSZ中空纤维陶瓷膜为非对称多孔结构,中间为多孔海绵状结构,内外两侧为指孔结构,且内外表层平均孔径分别为0.43μm和0.18μm。YSZ中空纤维陶瓷膜抗弯强度和纯净水通量分别为210.5MPa和4.02m~3·m~(-2)·h~(-1)·bar~(-1)。     

多孔堇青石中空纤维陶瓷膜的制备与表征(英文)

采用相转化和烧结法,通过一步成型制备了新颖的堇青石中空纤维陶瓷膜,并对制备的中空纤维膜微观结构、孔隙率和孔径分布、抗弯强度、纯净水通量和氮气渗透性等结构与性能进行了表征。结果表明:堇青石中空纤维膜为多孔非对称结构,由内部大孔层和外部海绵状多孔层组成。在1360℃保温2h制备的堇青石中空纤维膜孔隙率为39.2%,抗弯强度为76.5MPa。0.10MPa压差下的纯净水和氮气渗透性分别达到61.34m3/(m2·h·MPa)和7824m3/(m2·h·MPa)。实验证明,采用较大粒径的廉价工业级粉体为原料,可制备非对称的中空纤维陶瓷微滤膜。     

钛中空纤维膜的制备及表征

以钛粉(Ti)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、钯(Pd)、聚砜(PS)为铸膜液原料,采用相转化法初次制备出钛中空纤维膜,通过扫描电子显微镜(SEM)对膜前驱体和产物表面形貌进行表征分析.结果表明:随着PS含量的增大,铸膜液的黏度逐渐增大,纺丝实验应控制NMP/PS比例不小于5:1;NMP/PS比例为6:1时,铸膜液前驱体...     

中空纤维纳滤膜制备方法研究进展

现阶段国内纳滤膜的制备方法主要集中在相转化法和复合法。由于技术的限制,中空纤维纳滤膜的制备还处于实验室阶段。本文主要介绍了现阶段国内中空纤维纳滤膜的制备方法,以及国外中空纤维纳滤膜制备新方法——共挤出一步成型技术。     

高渗透性YSZ中空纤维陶瓷微滤膜的制备

采用相转化和高温烧结相结合的方法,并在纺丝过程分别以水和乙醇作为芯液和外凝固浴制备了多孔氧化钇稳定氧化锆（YSZ）中空纤维陶瓷膜,对制备的中空纤维膜微观结构、孔径分布和孔隙率、纯水通量和氮气渗透性等进行了表征。结果表明：制备的YSZ中空纤维膜为多孔非对称结构,由外部薄的海绵状多孔皮层和内部大的指孔层构成。在1350℃保温4h烧成制备的YSZ中空纤维膜表现出高渗透性,在0.10MPa压差下的纯水和氮气渗透性分别达到43.0m^3/（m^2·h.MPa）和8345.7m^3/（m^2·h·MPa）。     

聚砜中空纤维超滤膜的制备及应用

采用溶胶－凝胶－相转换的方法，将具有力学强度高，抗蠕变性能强，耐热性和化学稳定性好的工程塑料－聚砜树脂，制成侧壁布满5－100nm 微孔，外径1mm左右，内径0.7mm左右的圆中空纤维，即聚砜中空纤维超滤膜。该膜可有效截留水中的细菌，微粒，胶体和大分子有机物。由这种超滤膜制成的超滤装置具有分离速度快，使用寿命长，处理能力多样，操作简便等特点，该超滤装置可适用于多种复杂溶液，已被广泛应用于环保水处理，饮用水净化及食品，医药等领域。     

中空纤维膜制备方法研究进展

介绍了中空纤维膜3种主要制备方法,即溶液纺丝法、熔融纺丝-拉仲法和热致相分离法。分别阐述了这3种方法的技术路线和致孔机理,回顾了3者的进展,展望了中空纤维膜制备技术的发展趋势。     

聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备

本丈研究了聚偏氟乙烯（PVDF）中空纤维微滤膜的制备。采用亲水聚合物材料（如PMMA、改性聚醚硅油等）对聚偏氟乙烯材料进行共混改性,显著提高了膜材料的亲水性;同时由于材料性质的改变,导致膜材料在成膜时的凝胶特性和相转化发生变化,所成膜的孔径、通水量、孔隙率、表面性能等也发生改变。通过选择合适的共混体系,可制备出高性能、高孔隙率、表面亲水的聚偏氟乙烯中空纤维膜。     

复合中空纤维超滤膜的研制

本文就复合中空纤维超滤膜的制备工艺和成膜条件对膜性能影响进行了系统的研究，实验表明，对外压式中空纤维膜，内凝固液条件的改变，主要影响复合膜的内致密层，进而影响膜的透过通量，但对膜的截留孔径无影响，随空中行走距离增大，膜的透过通量减小，截留孔径增大。另外，通过基膜的选定与内凝固液的调节，复合中空纤维膜的分离孔径主要取决于复合层膜，即在适宜的条件下，基膜不影响复合膜的分离孔径，同时也不决定复合中空纤维     

利用中空纤维膜无泡供氧

采用中空纤维膜无泡供氧可以极大的提高氧的传递效率,是一种极具发展潜力的新技术。作者初步研究了水力条件,气体压力等对中空纤维膜充氧能力的影响并将其与普通曝气头充氧进行了对比实验。     

低压醋酸纤维素中空纤维反渗透膜及组件研制

本文报导了以二醋酸纤维素(CA)为原料,通过溶液干湿法多孔纺丝制膜技术生产低压中空纤维反渗透膜及组件的研究成果。研制的TF-100型(4″)RO 组件在以自来水为进水,操作压力1MPa,水回收率50%条件下测试;脱盐率为93%,产水量为200 L/h(25℃)。组件可用于自来水和低度含盐水的脱盐。     

MATHEMATICAL AND EXPERIMENTAL ANALYSIS OF AIR SEPARATION BY HOLLOW FIBER MEMBRANES

Approximate solutions for gas separation by hollow fiber membranes have been developedby several investigators.However,there are few reports of experimental verification of the models forhigh stage cut separations.In this work,an approximate mathematical model was developed and wasexperimentally verified for high stage cut air separation.Both countercurrent and cocurrent now pat-terns were used.In addition,the applicability of feed-inside mode for low stage cut air separation byhollow fiber membrane was examined.It was found that feed-inside mods was more advantageousthan feed-outside mode when used for the generation of oxygen-enriched air.     

聚砜中空纤维超滤膜制备条件的考察

考察了膜液温度，内外凝胶温度和膜液出喷丝头的剪切速度对聚砜中空纤维超滤膜性能的影响。结果表明，保持其它条件一定时，膜液温度升高或凝胶温度降低时，最终膜孔径变小，并用制膜体系三元相图进行了分析，当膜液出喷丝头的剪切速度达到某一极限值时（不同膜液体系，此极限值不同），获得了压密性能优良的聚砜中空纤维超滤膜。     

聚丙烯腈中空纤维膜的研究

本文对聚丙烯腈中空纤维膜的原料组成，中空纤维的纺丝工艺与膜性能的关系，以及纺制不同结构中空纤维膜的纺丝工艺和方法进行了综述，提出了纺制耐热性好的聚丙烯腈中空纤维３膜可能的方法和意义。     

全氟磺酸中空纤维膜的结构研究

本文用熔融纺丝的方法，纺制了全氟磺酸中空纤维膜。经化学处理后，用透射电镜和动态力学粘弹仪，对其结构进行了研究，并用称重法测试其对水的吸附行为，结果表明：透射电镜可以直接观察到Ａｇ＾＋染色后的Ｓｉｏｃｉｏｎ－Ｈ中的离子簇：由于离子簇的束缚，与Ｓｉｏｃｉｏｎ－Ｆ相比，Ｈ型和盐型Ｓｉｏｃｉｏｎ中空纤维膜的玻璃化转变温度和低温转变峰向高温方向推移；Ｓｉｏｃｉｏｎ－Ｈ中空纤维膜对水的吸附性能随交换容量的增加