多孔陶瓷中空纖維膜的制備及其膜蒸餾應(yīng)用研究.pdf

1、膜蒸餾作為一種新型的分離技術(shù)，在海水淡化、污水處理等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。而蒸餾膜為膜蒸餾過程非常重要的組成部分，直接影響著膜蒸餾技術(shù)的實際應(yīng)用。好的蒸餾膜材料應(yīng)該具備好的疏水性、較低的膜傳質(zhì)阻力、較高的孔隙率、以及較好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。目前應(yīng)用于膜蒸餾過程的蒸餾膜多為高分子膜，和高分子膜相比，陶瓷膜具有更好的機械性能、熱穩(wěn)定以及化學(xué)穩(wěn)定性，其親水性的表面也可通過表面修飾轉(zhuǎn)化為疏水性，所以可將其開發(fā)為應(yīng)用于膜蒸餾過程的膜。相轉(zhuǎn)化法

2、制備的陶瓷中空纖維膜具有管壁薄、微觀結(jié)構(gòu)可控、比表面積大、高的分離性能等優(yōu)點，在膜蒸餾過程具有很好的應(yīng)用潛力。
　　 氧化鈦以其優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、無毒性、光催化特性等優(yōu)點在很多領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，本論文用銳鈦礦型氧化鈦陶瓷粉、采用相轉(zhuǎn)化法制備了中空纖維膜支撐體，對其微觀結(jié)構(gòu)、孔隙率、機械性能、氣體滲透性能進(jìn)行表征。探索其應(yīng)用于膜蒸餾過程的可能性。13000C燒結(jié)制備的氧化鈦中空纖維膜，平均孔徑在蒸餾膜的適用范圍，不過其氣體滲透性能

3、差，雖具有應(yīng)用于膜蒸餾過程的可能，但滲透通量不會高。因此，仍需繼續(xù)探索，制備孔徑分布適當(dāng)，氣體通量高的氧化鈦中空纖維膜。
　　 氧化釔穩(wěn)定的氧他鋯具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定以及化學(xué)穩(wěn)定性，本論文以Y203穩(wěn)定的2r02(Y-TZP/YSZ)兩種陶瓷微粉為膜材質(zhì)，采用相轉(zhuǎn)化一燒結(jié)相結(jié)合的方法制備了陶瓷中空纖維膜，對兩種陶瓷中空纖維膜的微觀結(jié)構(gòu)、孔隙率、孔徑分布、彎曲強度以及氣體通量和純水通量性能進(jìn)行表征。13000C燒結(jié)制備的YSZ陶瓷中空

4、纖維膜，具有孔隙率高、海綿層薄、平均孔徑適當(dāng)、氣體通量以及純水通量高等優(yōu)點，選擇其作為蒸餾膜，組裝成膜組件應(yīng)用于真空式膜蒸餾實驗。在膜蒸餾實驗過程，系統(tǒng)考察了操作條件（料液溫度、料液濃度、滲透側(cè)壓強以及操作時間）對膜蒸餾的滲透通量的影響，滲透通量隨料液溫度的升高、料液濃度的降低以及滲透側(cè)壓強的降低而增大。模擬海水淡化實驗，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4％的NaCI溶液為料液、溫度為800C、滲透側(cè)壓強為0.04bar時可得到高達(dá)48.3L/m2h的滲透通