“面向超细颗粒悬浮固液分离的陶瓷膜设计与应用”项目荣获国家技术发明二等奖

“面向超细颗粒悬浮液固液分离的陶瓷膜设计与应用”项目,由南京工业大学副校长、中国工程院院士徐南平教授主持完成.该项目提出了面向应用过程的陶瓷膜设计的新思路,通过建立超细颗粒和胶体体系的陶瓷膜分离功能—微结构定量关系模型,实现面向超细颗粒悬浮液固液分离的陶瓷膜材料微结构的优化设计,从而解决了陶瓷膜过滤过程中膜孔堵塞的关键技术问题,保证了膜过程长期稳定运行.该项目提出了陶瓷膜集成超细粉体生产新工艺,用陶瓷膜过程替代传统分离方法,实现了洗涤、浓缩过程的高度集成,变间歇过程为连续过程.该项目还提出了液相陶瓷膜催化…     

我国无机陶瓷膜发展现状及展望

我国无机陶瓷膜经过十多年的发展,在医药、化工、食品、环保等众多领域获得了广泛的应用,成为我国高性能膜材料领域发展最为迅速、也是最有发展前景的品种之一.本文介绍了"十二五"期间国家与膜材料相关的政策支持,国内知名的研究平台与膜企业,分析了无机陶瓷膜材料的技术进展、应用领域和市场前景,提出通过建立面向应用过程的陶瓷膜材料设计的理论框架,实现陶瓷膜材料设计与过程工艺参数的协同优化,促进陶瓷膜应用技术的快速发展.在国家节能减排重大需求的背景下,由材料特性所决定,无机陶瓷膜将在苛刻条件下的过程工业领域中发挥重要的作用,其集成技术的应用也将受到重视,应用领域和应用规模将进一步扩大,为陶瓷膜的发展带来前所未有的机遇.     

陶瓷薄膜制备技术研究进展

陶瓷薄膜具有耐磨、耐蚀、耐高温和抗微生物侵蚀等性能,在航天、化工机械、生物医学等行业获得了广泛的应用,从而推动着陶瓷薄膜的材质和制备工艺不断发展.综述了微弧氧化、溶胶凝胶和电泳沉积等制备陶瓷薄膜常用工艺的研究进展,分析了工艺参数对陶瓷膜组织结构和性能的影响.目前,制备工艺正向着电子束、离子束和激光束之间的组合和其工艺间复合的方向发展,陶瓷薄膜正向着多元膜、多层膜、梯度膜和纳米复合膜方向发展.     

2006年《膜科学与技术》总目次

(括号内数字依次为卷数、期数、页数)专家论坛Six Sigma企业与品质管理系统在制膜工业上的应用黎念之,乔家瑜……………………………………………(26,1,01)陶瓷膜工程设计:从工艺到微结构徐南平,李卫星,邢卫红………………………………………………………(26,2,01)膜技术在生态     

疏水陶瓷膜的改性与应用研究进展

疏水陶瓷膜具有优异的抗水润湿性能,在油水分离、膜蒸馏、膜乳化等膜过程中具有广阔的应用前景.本文简要介绍了疏水陶瓷膜的定义,综述了近年来陶瓷膜在疏水改性方面的研究进展,总结了疏水陶瓷膜在不同膜过程的应用探索,最后展望了疏水陶瓷膜在超疏水改性及过程应用等方面所面临的机遇与挑战.     

AZ31和稀土镁合金微弧氧化膜的对比研究

在相同的工艺参数下制备了AZ31和Mg 10Gd 2Y-0.4Zr稀土镁合金微弧氧化膜层.利用SEM、XRD和EDS对两种陶瓷膜层的组成、微观形貌和元素组成进行了表征;通过电化学测试和盐雾试验评价了两种陶瓷膜层的耐蚀性能;利用显微硬度仪研究了两种陶瓷膜的显微硬度.结果表明:两种陶瓷层的厚度、表面形貌和致密性相似;陶瓷膜由MgO和Mg2SiO4组成,其中MgO为主晶相;与AZ31镁合金陶瓷膜相比,稀土镁合金陶瓷膜中的MgO含量增多,Mg2SiO4含量减少;两种镁合金表面陶瓷化后的耐蚀性和硬度大大提高,AZ31镁合金陶瓷膜耐蚀性优于稀土镁合金陶瓷膜,稀土镁合金陶瓷膜的硬度高于AZ31镁合金陶瓷膜.     

无机陶瓷膜澄清食醋工艺研究

应用无机陶瓷膜微滤技术对老陈醋进行除浊除茵试验研究.通过探讨无机陶瓷膜平均孔径、跨膜压差、膜面流速、操作温度、料液浓缩比等操作参数对过滤效果的影响,确定了适宜的工艺分离条件.无机陶瓷膜澄清食醋工艺在最佳操作条件(常温,采用平均孔径为0.1μm无机陶瓷膜,跨膜压差0.14 MPa、膜面流速2.0 m/s、最大浓缩倍数9)下,平均膜渗透通量可达40 L/(m2·h);过滤后的食醋不仅感观、理化和卫生指标符合国家标准,而且放置两年后无返浑现象.     

膜材料在污水回用中的成本分析

为促进膜技术的应用推广,针对膜分离工艺的特点,引进工程寿命周期成本分析方法,提出了吨水膜折旧成本参数,并给出其计算方法.讨论了吨水膜折旧成本在膜工程设计、操作、维护中的实践意义,也为膜丝、组件、系统的研制开发提供了一个明确的指导原则.     

二维多孔材料散热性能分析与设计

二维多孔材料存在一个易于流动的方向并具有较大的面密度 , 因此在具有良好的比刚度和比强度的同时也具有良好的散热性能 , 研究强迫对流下的散热性能对其多功能化设计具有重要意义。本文中利用数值方法求解考虑二维多孔材料内部流体流动规律、 热传导和对流换热影响的流固耦合热传输问题 , 分析了多孔率和微结构尺寸对散热性能的影响并进行了最优参数设计 ; 通过分析比较 5种具有典型微结构形式的二维多孔材料的散热性能 , 给出了微结构形式对散热性能的影响。提出了以需要满足的散热性能为约束条件 , 以满足需求的设计参数的可调范围(设计参数的允许变化范围)为设计目标的最优散热结构设计理念。以此理念得到的设计结果 , 更有利于根据其他性能的要求对材料进行多功能化设计。分析表明 , 具有正六边形微结构的二维多孔材料的散热性能最优 , 并有利于实现轻质多功能化设计。     

羟基磷灰石微结构调控的研究进展

人工合成的羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)与人体硬组织的无机相成分相似,并具有良好的生物相容性、骨传导性和骨诱导性,在骨组织工程领域得到了广泛的应用及研究。在HA的制备过程中,晶体的成核作用、生长习性、表面形貌以及尺寸受到诸多因素的影响,从而导致HA的微结构变化多样。HA的微结构对材料的宏观理化性能及生物力学特性有着重要作用,近年来微结构调控成为HA材料研究中的热点。综述了制备方法、合成工艺参数、离子取代及有机物模板等对HA微结构的调控及研究动向。     

膜吸收用疏水性多孔膜结构参数的确定

理论分析了疏水性多孔膜气体渗透原理和膜各种结构特征参数的关系,并建立了计算气体渗透通量的模型方程,以及确定多孔膜曲折因子等结构参数的方法．通过气体渗透实验和建立的模型,对6种聚四氟乙烯(PTFE)多孔平板膜的曲折因子等结构参数进行了测试计算,并根据测得的膜孔隙率结果,比较了曲折因子与孔隙率的关系．对不同气体透过不同结构参数的多孔膜的传递形式进行了讨论．     

双膜法技术在市政园区污水再生回用中的应用

结合典型的膜法市政给排水项目,论述膜法再生水回用技术在城市园区中的应用,并对工程设计优化与成本控制提出相应的参数指标,为工程设计与操作提供理论依据.     

温度极化对膜蒸馏过程的影响研究

采用直接接触式膜蒸馏，以纯水为料液，考察了材料及结构不同的5种微孔疏水膜的渗透性能．分析结果认为，膜的渗透系数和温度极化系数共同影响着膜通量的大小．实验还考察了料液温度和流率对膜通量及热效率的影响，利用膜及膜两侧边界层内传热传质理论对此进行了分析讨论．因温度极化系数随操作温度变化，可通过控制适宜操作温度获得大膜通量和高热效率．增大料液流率可强化传热，使温度极化减弱，膜通量增加．     

预成型体纵向渗透率统计模型

预成型体渗透率是LCM工艺重要的材料工艺参数,建立渗透率模型对认识纤维/树脂流动浸润机理,更准确地预报渗透率及优化工艺和材料参数具有重要意义。本文作者以LCM工艺复合材料的微观结构分析为依据,建立纵向渗透率的统计模型,系统研究单向预成型体材料微观结构及参数对其渗透特性的影响规律,并进行了实验验证。      

一种制备镶嵌荷电膜的新材料MsISIMs五嵌段共聚物的合成与表征

从分子设计出发，合成了一种用于制备镶嵌荷电膜的新材料：聚（４－甲基苯乙烯－异戊二烯－苯乙烯－异戊二烯－４－甲基苯乙烯）三元五嵌段共聚物，并用ＦＴＩＲ，＾１Ｈ－ＮＭＲ，ＧＰＣ，ＤＳＣ，ＴＥＭ等对共聚产物进行了表征，证实了ＭｓＩＳＩＭｓ是制备镶嵌荷电膜的理想膜材料。     

Characterization of membranes used in pressure driven composite processing

Nano-porous membranes are being used in the Vacuum Assisted Process (VAP) as a surface fluid barrier layer that provides continuous venting, reduced void content and improved process repeatability. A model to describe the membrane/resin interactions as a function of microstructure and constituent properties was presented in previous work. It enables the prediction of barrier characteristics, especially permeability, as a function membrane microstructure and process pressure. In this paper, we fully characterize six EPTFE candidate membranes for VAP. Membranes are characterized using SEM and porometry to establish pore size distributions and their corresponding Weibull fits. We will also present the permeability results for the different materials, based on our previous findings, and use this information to provide a ranking of the membranes based on their pressure capability for processes of interest.     

Centrifugal membrane and density separation: A new spin on membrane fouling

In this article, a team of researchers from the University of Victoria, BC, describe a novel approach to membrane separation which utilises a spinning centrifuge to reduce membrane fouling. The research group report that this method can result in higher flux due to decreases in particulate fouling and concentration polarisation. Work is already underway to identify possible applications for this new and promising technique, with applications of CMDS for the treatment of industrial waste and process waters under close scrutiny.     

旋转切向流对一体式膜过滤器中膜过滤性能影响的研究

以改善一体式膜过滤器中膜过滤性能为目的,将搅拌引入膜过滤系统,设计新型的旋转切向流强化膜过滤.考察搅拌器的类型以及操作参数(搅拌速度、叶轮直径、膜管与搅拌轴之间的距离)对膜通量的影响,并比较旋转切向流膜过滤与错流膜过滤的能耗,为一体式膜过滤器的应用提供基础数据.     

膜萃取器设计及应用研究进展

简要阐述了膜萃取的特点和基本类型;重点介绍了轴对称、纤维、片状等３种膜器的设计原理、特征以及膜过程设计．总结了膜萃取技术在金属离子分离、旋光化合物的分离、发酵萃取、医药萃取等方面的应用现状和最新进展;展望了膜萃取技术的发展趋势。     

固含量对聚砜膜透湿性能的影响

选择廉价易得的聚砜为原料,以相转化法制备了聚砜膜.测量了膜的湿交换效率、传质系数、渗透速率、水蒸气吸附量、静态接触角等透湿性能;讨论了铸膜液中固含量的变化对膜透湿性能的影响.研究结果表明,膜水蒸气渗透的湿交换效率随着聚砜浓度的增大而降低;在保持铸膜液中聚砜不变的情况下,加入添加剂PVP可以使孔隙率增大,加入季铵盐能有效提高膜表面的亲水性,从而改善其透湿性能.