膜蒸馏海水淡化用疏水性钇稳定氧化锆中空纤维膜的制备与表征-论文.pdf

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1、第28卷第4期无机材料学报V_0I．28NO．42013年4月JournalofInorganicMaterialsApr．，2013文章编号：1000—324X(2013)04—0393—05DoI：10．3724／SP．J．1077．2013．12322膜蒸馏海水淡化用疏水性钇稳定氧化锆中空纤维膜的制备与表征尚双银，方宏，任春雷，杨萍华，陈初升(中国科学技术大学材料科学与工程系，中国科学院能量转换材料重点实验室，合肥230026)摘要：采用相转化／高温烧结技术方法制备了多孔钇稳定氧化锆(YSZ)中空纤维

2、膜，中空纤维膜的外径1．92mm，壁厚为0．21inm。SEM分析表明：纤维膜为典型的三明治结构，靠近膜内外表面为指状孔，中间区域为海绵状层。采用阿基米德法测得其孔隙率为54％。用泡点法测得其平均孔径为0．56gm。通过表面接枝氟硅烷将其亲水性的表面改变为疏水性。真空式膜蒸馏实验表明YSZ中空纤维膜具有优异的盐水淡化性能。当膜的外侧与温度为80℃、浓度为4wt％的循环盐水接触，膜的内侧用真空泵抽至4×10Pa时，膜的水渗透通量高达48．3L／(m2．h)，脱盐率大于99．7％。关键词：钇稳定氧化锆；中空纤维

3、膜；微观形貌；真空式膜蒸馏中图分类号：TQ174文献标识码：APreparationandCharacterizationofHydrophobicPorousYttria-stabilizedZirconiaHollowFiberforterDesalinationSHANGShuang—Yin，FANGHong，RENChun-Lei，YANGPing-Hua，CHENChu—Sheng(CASKeyLaboratoryofAdvancedMaterialsforEnergyConversion，Dep

4、artmentofMaterialsScienceandEngineering，Uni—versityofScienceandTechnologyofChina．Hefei230026．China)Abstract：Porousyttrium—stabilizedzirconia(YSZ)hollowfiberswithanouterdiameterof1．92mm，membranethicknessof0．21mmwerepreparedbyacombinedtechniqueofphaseinversi

5、onandsintering．Thehollowfiberpossessedasandwichstructurewithlong—fingerlikevoidsneartheinnerandouterwallsandathinporoussponge—likelayerinthecenter．TheporosityandaverageporesizeoftheYSZhollowfiberweredeterminedtobe54％and0．56gm．respectively．Thesurfaceoftheho

6、llowfiberwasconvertedfromhydrophilictohydrophobicbygraftingwithf1uoroa1ky1silane(FAS)．Theas—preparedhydrophobicYSZhollowfiberexhibiteddesiredwaterde—salinationperformanceoperatinginthevacuummembranedistillation(VMD)．Awaterfluxashighas48．3L／(mz·h)wasattaine

7、dwithasaltrejectionofover99．7％byexposingtheshellsideofthefibertoanaqueoussolutionof4wt％NaC1at80*Candvacuumingthelumensidetoapressureof4×10Pa．Themembranedistillationperform—anceofthehydrophobicporousYSZhollowfiberiscomparabletothebestofpolymermembrane，which

8、isprom—isingforwaterdesalinationapplication．Keywords：yttrium—stabilizedzirconia；hollowfiber；microstructure；membranedistillation收稿日期：2012—05．16；收到修改稿日期：2012—06—21基金项目：国家自然科学基金(50972138)NationalNaturalScienceFo