新型中空纤维陶瓷膜的制备方法

新型中空纤维陶瓷膜由于具有装填密度大、单位体积膜有效分离面积大、膜壁薄、渗透通量高和节省原料、易于实现分离设备小型化等独特优点而受到广泛关注,在用于多孔和致密陶瓷分离膜、固体氧化物燃料电池、微通道反应器、催化剂载体等方面都有着潜在的应用前景。本文在概括中空纤维陶瓷膜特点的基础上,综述了中空纤维陶瓷膜的制备方法及研究进展,着重分析比较了不同制备方法的优缺点。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自支撑非对称结构的复合陶瓷膜,有利于提高膜的渗透通量,简化膜制备工艺和显著降低制造成本。     

新型中空纤维陶瓷膜的制备方法

新型中空纤维陶瓷膜由于具有装填密度大、单位体积膜有效分离面积大、膜壁薄、渗透通量高和节省原料等独特优点而受到广泛关注,在用于多孔和致密陶瓷分离膜、固体氧化物燃料电池、微通道反应器、催化剂载体等方面都有着潜在的应用前景。在概括中空纤维陶瓷膜特点的基础上,综述了中空纤维陶瓷膜的制备方法研究进展,着重分析比较了不同制备方法的优缺点。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自支撑非对称结构的复合陶瓷膜,有利于提高膜的渗透通量、简化膜制备工艺和显著降低制造成本。     

面向过程工业的陶瓷膜制备与应用进展

陶瓷膜具有优异的化学稳定性、机械稳定性及分离性能,在过程工业中获得了成功应用,成为我国膜领域中最有国际竞争力的膜品种之一。本文基于面向应用过程的膜材料设计的理论框架,系统概述了陶瓷膜的定量制备技术、面向应用体系的陶瓷膜选择与设计方法以及膜应用过程中污染控制的研究进展,并对未来我国陶瓷膜领域的发展态势进行了分析和研讨。     

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.     

陶瓷膜材料发展现状分析研究

相比于传统聚合物分离膜材料,具有大量非对称贯通的微细孔结构的陶瓷膜材料因分离效率高、耐化学腐蚀性强、以及耐高温等优点被广泛应用于液固分离、气固分离、水处理以及节能环保等领域。本文针对陶瓷膜材料的发展,详细介绍了陶瓷膜的材料体系,对比了不同制备方法的优缺点;总结了当前陶瓷膜材料的种类和应用领域,对国内外陶瓷膜的研究现状及现存问题进行了分析,并从市场需求、产业规模、性能提升等方面提出建议,对陶瓷膜产业的发展具有一定的指导意义。     

电场强化陶瓷膜超滤牛血清蛋白

以相对分子质量67 000的牛血清蛋白(BSA)为分离对象,通过膜通量、截留率、膜通量衰减程度和恢复率等膜参数的测定,考察了外加直流电场作用陶瓷膜(γ-Al2O3)的分离性能。结果表明,外加正电场陶瓷膜的膜通量和截留率都有所提高,20 V/cm时,分别提高了67%和46.8%,而膜通量衰减程度由84.64%降低到60.87%,经过"电场自净"的陶瓷膜,其膜通量的恢复率可达95%以上,能较大改善膜的抗污染性能。     

单通道陶瓷膜管低压透水性能实验分析

无机陶瓷膜作为多孔介质具有分离效率高、耐酸、耐碱等优点,被视为在海水淡化、废水处理、气体分离等领域的研究热点。采用Al₂O₃管式单通道陶瓷膜材料构建膜组件,以燃煤电厂自来水、烟气冷凝水、脱硫废水三种不同水质为例,开展低跨膜压差下的膜组件透水性能实验,研究了膜参数、跨膜压差及水体温度等因素对渗透通量、渗透水质的影响,并对引发膜污染的机理过程进行了探讨分析。实验结果表明：陶瓷膜管的结构参数是关键因素,如孔隙率、孔径及厚度等;低跨膜压差下的渗透通量随压力增大呈线性提高,并未发现浓差极化现象,水体温度变化通过改变黏度进而影响渗透通量,同时水质较差时会导致渗透通量降低;陶瓷膜管的孔径是影响渗透水质的核心要素,微滤与纳滤膜对改善悬浮物含量、浊度及色度效果明显,不同孔径对盐度、电导率影响不同;从SEM图可以看出,污染物在膜表面或膜内部发生的沉积、架桥等现象导致严重的膜污染。充分认识影响陶瓷膜管渗透特性的关键因素及污染物的作用机理,对提高无机陶瓷膜的应用前景具有重要意义。     

陶瓷膜用于硫化碱液纯化除杂研究

采用陶瓷膜对硫化碱液进行纯化除杂研究,分析了膜通量随运行时间的衰减变化趋势,确定了恢复膜通量的方法,并比较了2种陶瓷膜管的不同分离效果。结果表明,50 nm陶瓷膜能有效截留硫化碱液中的杂质,过滤硫化碱液时平均通量达到330~340 L/(m2·h),碱回收率99%以上,清液ss低于6 mg/L,满足生产需要,提高了产品品质。     

陶瓷膜连续反应器的设计与工程应用

膜反应器是结合膜技术和反应器,将反应和分离两个单元操作耦合成为一个单元过程的系统,可简化流程、节约成本、提高产品质量并减少环境污染。本文就陶瓷膜连续反应器运行过程中存在的膜与反应过程优化、超细颗粒吸附、膜污染等关键问题作了阐述,并以重要的沉淀反应与非均相催化反应为对象,介绍了连续膜反应器的设计及工程应用进展。     

低温烧结碳化硅陶瓷分离膜的制备及其油水分离性能（英文）

碳化硅陶瓷分离膜具有高亲水性、耐化学腐蚀、抗膜污染等优异性能,在大宗废水、强腐蚀废水、高温废水等的高效处理中受到广泛的关注。然而,碳化硅是典型的强共价键化合物,碳化硅陶瓷膜制备过程具有烧结温度高、制备能耗大等问题。本文采用优选的低熔点化合物作为烧结助剂,经1 000℃烧结制备了高强度、孔径均匀的碳化硅陶瓷分离膜。研究了烧结助剂含量对碳化硅陶瓷膜微观结构、孔径分布、相组成及油水分离性能等的影响。研究表明,低熔点烧结助剂连接碳化硅颗粒形成陶瓷的骨架结构,随着烧结助剂含量从10%（质量分数）增加到30%,碳化硅陶瓷膜的孔隙率从42%降低到35%,同时平均孔径从3.5μm降低到2.1μm,成孔模式由碳化硅颗粒堆积过渡到烧结助剂成孔。纯水实验表明,烧结助剂含量为30%时,随着跨膜压差从0.2 bar增加到0.5 bar碳化硅陶瓷膜的分离通量从120 L/（m²·h）增加到306 L/（m²·h）;油水分离实验表明,当跨膜压力差为0.2 bar时碳化硅陶瓷膜的截留率和分离通量分别为93.3%和123 L/（m²·h）。     

陶瓷分离膜的制备、过滤机理和应用研究

介绍了陶瓷分离膜的制备方法和膜的过滤机理,同时从陶瓷分离膜的微观结构、膜材料表面性质、应用体系的性质以及操作参数对膜分离性能的影响进行了综述与分析,最后介绍了陶瓷膜的应用前景和未来的研究方向。     

无机陶瓷膜在环己酮氨肟化工艺中的应用

通过对陶瓷膜工作机理分析,结合环己酮氨肟化工艺的实际情况,确定了用于氨肟化工艺中无机陶瓷膜的选择要求,讨论了无机陶瓷膜在70 kt/a己内酰胺氨肟化工艺装置中的应用效果。结果表明:采用孔径为120 nm、厚度为20μm、孔隙率为30%的非对称无机陶瓷膜,可有效实现平均粒径为200 nm的钛硅分子筛催化剂与反应清液的分离,完全满足氨肟化工艺过滤系统的要求;在工业装置中,控制陶瓷膜的临界压力0. 2 MPa、装置操作压力0. 08～0. 12 MPa、反应错流速度3～4 m/s、减少膜污染,可有效提高膜通量;通过优化运行工艺和操作条件,可有效防止陶瓷膜膜管的泄露、断裂及膜管通道堵塞,成功实现了无机陶瓷膜在环己酮氨肟化工艺中的工业应用,且使用寿命达3年以上。     

新型精滤用无机陶瓷膜的特性及应用

<正> 无机陶瓷膜为近年发展的新型功能膜材料,与有机功能膜相比,具有机械强度大、耐药性优良及运转所需装置少等优点。在有机功能膜无法进行分离,精制、离心分离及助剂过滤等应用领域中,预期近期内可获得迅速的发展。本文简介新型精毖用无机陶瓷膜(以下简称陶瓷膜)的特性及其应用研究。     

膜分离材料在含油废水处理中的研究进展

工业生活含油废水的排放对生态环境造成了严重的损害,高效节能新型油水分离材料已成为研究热点。本文重点介绍了无机陶瓷膜、有机聚烯烃膜、聚砜类膜、含氟类聚合膜以及纳米改性材料膜在含油废水中的应用。分析了不同膜分离材料的优缺点并提出了展望。     

气升式陶瓷膜-生物反应器渗透通量的实验研究

为了降低陶瓷膜-生物反应器的能耗、同时提高膜的渗透通量，本文将气升式外循环引入膜-生物反应器的设计。实验条件下，搭建了气升式陶瓷膜-生物反应器装置，研究了导气管直径、气升位置、气速、气体性质等循环条件对渗透通量的影响；并在相同条件下与液体不循环的过滤相比较，证明采用气升循环可以较大提高膜的渗透通量。     

陶瓷膜在高固含铝盐料液固液分离过程中的应用

本文对陶瓷膜在高固含铝盐料液固液分离工艺中的应用进行了研究。探讨了陶瓷膜对高固含铝盐料将固液分离效果、陶瓷膜过滤过程的膜通量、陶瓷膜是否截留铝盐料浆中铝离子、加水洗涤洗循环回收铝离子的效果等问题。研究结果表明:采用平均孔径为200 nm的陶瓷膜分离技术,可实现高固含铝盐料液固液分离目的 ;过滤过程平均膜通量为120 L/h·m~2,可以满足过滤要求;过滤过程不会截留铝离子;采用加水洗涤循环过滤方法,可以达到回收铝离子目的,铝离子回收率可达96.4%。     

超声强化多通道陶瓷膜微滤超细TiO2悬浮液

针对超声强化膜分离过程能耗高的问题,提出并设计了一种新型超声强化膜分离操作方式,并进行了超声强化陶瓷膜微滤超细TiO₂颗粒悬浮液的研究。考察了超声场参数、操作时间及溶液环境对多通道陶瓷膜微滤过程的影响规律,并分析了此操作方式强化陶瓷膜微滤颗粒悬浮体系的机理。结果表明,该操作方式能够获得较高膜通量恢复率及平均膜通量,同时超声能量消耗减小了90.0%以上;降低超声频率及提高功率,有利于膜通量恢复,在超声参数45 kHz和0.33 W·cm^-2条件下,膜通量恢复到初始值的94.0%;控制超声辐射时间0.167 min,微滤时间8 min时,平均膜通量提高了61.5%;降低悬浮液颗粒浓度及提高料液温度都有利于超声场强化陶瓷膜微滤过程。     

陶瓷膜构型对错流微滤酵母悬浮液性能的影响

采用3种构型的陶瓷微滤膜元件对酵母悬浮液进行错流过滤实验,考察陶瓷膜元件的构型对于其错流过滤性能的影响。结果表明:减小陶瓷膜元件的通道直径可以提高料液在膜表面的剪切力,有助于提高过滤稳定通量和临界压力,在3 m/s膜面流速、0.1 MPa跨膜压差条件下,单管、19通道、55通道的稳定通量分别为96、128、196 L/(m2.h);在3 m/s膜面流速条件下,3种陶瓷膜元件的临界压力分别约为0.15、0.2、0.2 MPa。另外,减小通道直径还可以减小滤饼层的比阻,有利于降低过滤阻力;与提高膜面流速来增大过滤通量的方法相比,减小陶瓷膜的通道直径具有能耗较小的优点。     

陶瓷膜技术发展态势专利导航分析研究

近些年来,陶瓷膜因其良好的分离性能已经成为膜分离领域研究的重点对象之一。本文依托Incopat专利信息检索系统,对全球公开的陶瓷膜专利从专利申请现在、地域布局、技术构成、主要申请人、运营状态、被引证专利情况等维度进行导航分析。研究表明：陶瓷膜专利申请总体呈上升态势,中国是陶瓷膜专利产出大国但海外布局较少,国内申请主要集中在经济较发达的江苏、广东、山东、北京、浙江五大省市。国内专利申请人主要是企业。在技术构成上围绕分离技术、膜制备、水处理为主。笔者建议以陶瓷膜新技术研发为核心,围绕基础专利进行完备专利布局,加强陶瓷膜专利运营,不断提升中国陶瓷膜产业国际竞争力。     

平板陶瓷膜应用于医院废水处理的SWOT分析

本文采用SWOT法综合分析了平板陶瓷膜(FCM)膜生物反应器(MBR)在医院废水(HWW)处理中的应用,认为平板陶瓷膜作为一种新型膜材料,兼具有机平板膜和管式陶瓷膜的优点,在应用于医院废水等成份复杂的水处理领域具有明显的比较优势。