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發(fā)布時間:2020-12-11 07:29  
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陶瓷膜是無機膜中的一種,屬于膜分離技術(shù)中的固體膜材料,主要以不同規(guī)格的氧化鋁、氧化鋯、氧化鈦和氧化硅等無機陶瓷材料作為支撐體,經(jīng)表面涂膜、高溫?zé)贫伞?
陶瓷膜的研究始于20世紀(jì)40年代,其發(fā)展可分為3個階段:用于鈾的同位素分離的核工業(yè)時期,以無機微濾膜和超濾膜為主的液體分離時期,以及以膜催化反應(yīng)為核心的發(fā)展的時期。20世紀(jì)80年代初期成功地在法國的奶業(yè)和飲料(葡萄酒、啤酒、蘋果酒)業(yè)推廣應(yīng)用后,陶瓷膜分離技術(shù)和產(chǎn)業(yè)地位逐步確立,
陶瓷纖維不僅具有陶瓷材料固有的耐高溫、化學(xué)穩(wěn)定性好、使用壽命長等特點,還兼具了纖維材料的高孔隙率、高比表面積等優(yōu)點,陶瓷纖維在制膜過程中,由于本身纖維形狀特點,纖維之間雜亂無章的堆積,形成高孔隙率,總孔隙率高能夠超過70%,而以陶瓷纖維構(gòu)建的分離膜的總孔隙率高可接近陶瓷粒子分離膜的2倍,有效提高膜通量及降低滲透阻力。
研究者以二氧化鈦納米纖維為原料,采用浸漿法在氧化鋁支撐體上制備雙層TiO2膜,通過在纖維層中添加溶膠促進纖維之間的粘結(jié),減少了缺陷孔的產(chǎn)生,在燒結(jié)溫度480℃下制得了純水通量為1000L/m2.h.bar,截留分子量為32000,膜的性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)陶瓷膜。
石墨烯又名“單層石墨片”,是指一層密集的、包裹在蜂巢晶體點陣上的碳原子,碳原子排成二維結(jié)構(gòu),與石墨的單原子層類似。石墨烯是目前發(fā)現(xiàn)的存在的二維自由態(tài)原子晶體,其理論比表面積高達2600m2/g,具有突出的導(dǎo)熱性能和力學(xué)性能,因此越來越受到人們的關(guān)注。
研究者采用滴涂法,通過硅氧烷修飾,在陶瓷支撐體上制備出石墨烯-陶瓷復(fù)合膜。硅氧烷修飾后的陶瓷支撐體與氧化石墨烯粘結(jié)緊密,膜表面完整,同時膜表面具有親水性,通過滲透氣化作用,實現(xiàn)乙醇/水的選擇性分離。
在大豆乳清廢水處理過程中,超濾膜過濾設(shè)備分離和反滲透膜經(jīng)連續(xù)運轉(zhuǎn),物料不斷被濃縮,濃差極化現(xiàn)象越來越嚴(yán)重,流速明顯降低,因此在工作一定時間后,需進行膜清洗,使過濾速度恢復(fù)至初始狀態(tài)。超濾膜過濾設(shè)備表面吸附的主要是蛋白凝塊,清洗劑主要以堿液為主,當(dāng)大量蛋白凝塊被清除以后,除去微生物及微量蛋白質(zhì),必要時再用酸除去膜表面沉積的無機離子。