γ-Al 2 O 3 /α-Al 2 O 3 陶瓷中空纤维纳滤膜制备与分离性能

发布时间：2021-06-06 06:30

　　采用溶胶-凝胶法对平均孔径为230 nm的α-Al₂O₃中空纤维陶瓷基膜改性,利用浸渍提拉法制备得到了平均孔径为1.6 nm,切割分子量为4000 Da的γ-Al₂O₃/α-Al₂O₃陶瓷中空纤维纳滤膜,讨论了操作压力、盐浓度、进料液p H值对膜性能的影响,以及膜对不同无机盐（氯化纳、氯化钙和硫酸钠）与不同染料（506 Da的维多利亚蓝B、408 Da的结晶紫、800 Da的甲基蓝和327 Da的甲基橙）的分离性能。研究结果表明,荷正电的维多利亚蓝B和结晶紫截留率分别为98.2%和96.3%,荷负电的甲基蓝和甲基橙截留率分别为89.7%和35.7%,因而γ-Al₂O₃/α-Al₂O₃陶瓷中空纤维纳滤膜为荷正电膜。 

【文章来源】：高校化学工程学报. 2016,30(01)北大核心EICSCD

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【部分图文】：

α-Al2O3膜和γ-Al2O3/α-Al2O3膜SEM图

电导率仪，DDS-307A，上海雷磁设备有限公司)和TOC(总有机碳分析仪，TOC-VCPN，日本岛津公司)测试来测定原料液和渗透液中溶质的浓度，按式(2)计算膜对无机盐或有机物的截留率(R)：PF1100%CRC（）(2)式(2)中，Cp，CF分别是透过液和原料液中溶质的浓度(molL1)。测定膜对不同分子量聚乙二醇(PEG)的截留率，然后利用Matlab程序计算得到γ-Al2O3/α-Al2O3中空纤维纳滤膜的孔径分布、平均孔径以及切割分子量。3结果与讨论3.1γ-Al2O3/α-Al2O3中空纤维纳滤膜形貌分析如图1所示，AlOOH溶胶成功负载在基膜表面，涂层与基膜之间没有出现缝隙，衔接良好。相比基膜，复合膜的表面更加光滑平整，膜孔径明显缩小，并且没有出现类似针孔或者裂纹缺陷出现。从断面图1(B)中可以看出，负载在基膜上的涂层厚度为2.12μm，并且厚度均匀。由图2可知，γ-Al2O3/α-Al2O3膜的平均孔径为1.6nm，孔径分布较窄，该膜的切割分子量为4000Da。该膜与文献相关纳滤膜的数据对比如表1所示。3.2操作压力对膜分离性能的影响在室温和操作压力为2.0~7.0bar下，分别测定不同压力下膜的纯水渗透通量和对浓度为2000ppm的CaCl2溶液的截留率，结果如图3所示。随着压力的增加，纯水渗透通量呈线性增加，这是因为对于纯水而言，测试时渗透压()可视为零，根据式(3)可知[17]，此时操作压力与纯水渗透通量成正比，提高压力可以有效提高纳滤膜的纯水渗透通量。vpJLp(3)svJ1CJ(4)式中，Jv和Js分别为纯水渗透通量和溶质渗透通量(Lm2h1)；Lp和分别为水力渗透系数和溶质渗透系数；为反射系数；p为跨膜压差(bar)；为渗透压差(bar)；C为溶液浓度(molL1)。从图3可知，操

【参考文献】：
期刊论文
[1]负载型氧化铝无机膜的制备研究[J]. 章德玉,刘有智,谢五喜.  化学工业与工程技术. 2005(03)
[2]溶胶—凝胶法制备超滤Al2O3膜的研究I勃姆石溶胶的制备[J]. 周健儿,王艳香,马光华,顾幸勇.  陶瓷学报. 1999(02)



本文编号：3213806