高通量氧化铝微滤膜的制备

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1、第18卷第4期膜科学与技术Vo1.18No.41998年8月MEMBRANESCIENCEANDTECHNOLOGYAug.1998高通量氧化铝微滤膜的制备3王沛邢卫红徐南平时钧(南京化工大学膜科学技术研究所,南京210009)摘要在前有工作基础上进一步研究了氧化铝微滤膜纯水通量影响因素及其提高方法,发现制膜液粘度对纯水通量有重要影响,提高制膜液粘度可提高膜纯水通量2～3倍.采用有机高分子溶液预涂载体可进一步提高纯水通量30%～40%.随烧结温度升高纯水通量先增后减.关键词氧化铝微滤膜纯水通量粘结剂载体预涂烧结温度分类号TQ028.8[1]

2、尽管已经开发出完整的氧化铝微滤膜,但其量的影响,从而最终确定高通量氧化铝微滤膜的制纯水通量与国外同类产品相比仍然较低,纯水通量备工艺.直接影响膜组件和设备的生产能力.提高纯水通量1实验部分就可能降低膜设备的生产成本和运行成本.因此,研制高通量的膜具有十分重要的意义.111原材料有关氧化铝微滤膜通量的影响因素及其提高方采用聚乙烯醇(PVA-124,进口分装,聚合度法文献报道较少.一般认为,膜通量随膜厚的增加而为2400～2500);聚乙二醇(进口分装,相对分子质[2][3]减小.Elmaleh等采用注浆成型法在经过有机量为20000);糊精(

3、分析纯,广东台山化工厂)等粘高分子溶液预涂处理后的载体上制备了氧化铝微滤结剂调节制膜液粘度.多孔氧化铝载体孔隙率为膜,并将其与SCT公司的产品作了比较,认为通过40%左右,压汞平均孔径为8μm左右.载体预涂可以防止悬浮液中颗粒向载体孔中的渗112膜制备[4]透,从而提高纯水通量30%左右,Brauns等人在采用平均粒径为2.8μm的氧化铝微粉制备孔经过硅烷改性的载体上制备高纯水通量的氧化铝微径较大的中间层膜,采用平均粒径为0.48μm的氧[5]滤膜.Luevanan等通过喷涂法制备氧化铝微滤化铝微粉制备孔径较小的顶层膜,向蒸馏水中加入膜,认

4、为随烧结温度的提高,膜的孔径和纯水通量同氧化铝微粉和增粘剂等原料,调节悬浮液pH值为时增大.3.5左右,快速搅拌1h,静置脱泡后,在自制的涂膜本文的目的就是在深入研究氧化铝微滤膜纯水装置上采用注浆成型法涂膜,膜管经干燥后,按一定通量影响规律的基础上,开发高纯水通量的氧化铝烧成制度烧结,即得氧化铝微滤膜.微滤膜的制备技术.根据文献报道,载体预涂对提高113测试方法纯水通量有较好的结果,但初步的实验发现,采用载采用泡压法测定膜的孔径和气通量,在自制的体预涂之后,膜纯水通量仍然只有文献报道的几分纯水通量测试装置上测定膜的纯水通量,其流程示之一,这

5、说明除了颗粒渗透之外,制膜液配方对膜纯意图,如图1.采用质量法测定膜的厚度,JSM-水通量的影响更为重要.而这方面文献报道几乎没6300型扫描电镜(JEOL,Japan)观察膜的微观结构,有.因此我们将首先从配方入手提高膜纯水通量,然NXS-11旋转式粘度计(成都仪器厂)测定悬浮液后系统研究载体预涂、烧结过程等因素对膜纯水通粘度.收稿日期:1997-03-06;修改稿收到日期:1997-11-10第一作者:男,27岁,工学博士;3通讯联系人©1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingH

6、ouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net第4期王沛等:高通量氧化铝微滤膜的制备·23·图1纯水通量测定装置流程图11贮槽;21预过滤器;31膜组件;41流量计2结果与讨论211制膜液粘度实验表明,微粉浓度对纯水通量基本没有影响,制膜液粘度对膜纯水通量影响较大.图2比较了采用不同粘度制膜液所制膜的纯水通量,两种悬浮液的粘度分别为24mPa·s和4mPa·s,两种膜的平均孔径均为1μm左右.Q为膜通量;A、B为拟合系数;Δp为过滤压差.从中可以看出,提高粘度可以提高纯水通量2～3倍.图3是两种膜的断面

7、电镜照片,从中可以看出,提高粘度可以部分消除悬浮液中颗粒向载体孔的渗透.粘结剂在配方中的含量很少,不可能是通过粘图2不同粘度制膜液所制膜的纯水通量(a)(b)图3不同粘度制膜液所制膜的断面电镜照片a.24mPa·s;b.4mPa·s©1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net·24·膜科学与技术第18卷结剂本身的氧化分解造成膜孔结构的变化,我们认为,提高粘度对膜纯水通量的影响可能是通过以下三个方面作用

8、:首先提高粘度可以改善颗粒堆集方式,从而改善膜孔结构,在等径球堆集时,最紧密堆集和松散堆集的孔隙率分别为34%和60%,显然,较高的粘度可以增强颗粒间相互作用力,从而在注浆过程中