转印膜技术制备高通量陶瓷过滤膜的研究

发布时间：2021-04-20 07:15

　　陶瓷过滤膜具有热稳定性高、耐腐蚀、寿命长等特点,其中陶瓷微滤膜和超滤膜不仅在食品加工业、工业废水处理等方面有较多的应用,且具有大规模处理城市污水以及制备饮用水的潜力。然而陶瓷过滤膜制备成本相对较高,限制了其广泛应用。陶瓷过滤膜的通量是其关键性能之一,在相同工作压力、时间等条件下,陶瓷过滤膜通量越大,过滤效率越高,使用成本就会越低。因此,高通量陶瓷过滤膜的研究具有较大的社会意义与经济价值。陶瓷过滤膜在制备时通常采用浸渍-提拉法涂覆过滤层,导致成膜材料容易渗入支撑体大孔,大幅降低陶瓷过滤膜通量。为解决该问题,近年来提出了牺牲中间层法、热涂覆法、纤维搭建等方法,一定程度上提升了陶瓷过滤膜通量。但是这些方法还是存在膜厚度不易控制、膜易开裂等问题,具有较大的提升空间。本论文为了减少成膜材料渗入支撑体,提高陶瓷过滤膜通量,提出了一种新的陶瓷过滤膜制备技术。作者首次提出用转印膜法制备陶瓷过滤膜,并通过对转印膜进行功能和结构设计,首次成功制备了用于陶瓷过滤膜的转印膜。本工作以α-Al₂O₃粉体(D₅₀=0.76μm)为主要原材料配制出转... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：127 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景
        1.1.1 过滤膜介绍
        1.1.2 过滤膜的应用
    1.2 陶瓷过滤膜的材料组成、结构和形态
        1.2.1 陶瓷过滤膜的材料组成
        1.2.2 陶瓷过滤膜的结构
        1.2.3 陶瓷过滤膜的形态
    1.3 陶瓷过滤膜的分离方式和流体传输过程
        1.3.1 陶瓷过滤膜的分离方式
        1.3.2 陶瓷过滤膜的流体传输过程
    1.4 陶瓷过滤膜的清洗方法
        1.4.1 物理清洁方法
        1.4.2 化学清洗方法
        1.4.3 非传统物理清洗方法
    1.5 陶瓷过滤膜常用的制备方法
        1.5.1 支撑体的制备
        1.5.2 过滤层的制备
    1.6 陶瓷过滤膜制备技术的新进展
        1.6.1 降低原材料成本
        1.6.2 降低制备过程能耗
        1.6.3 提高过滤膜通量
    1.7 本论文的选题与创新点
        1.7.1 本论文的选题目的与意义
        1.7.2 研究思路及内容
        1.7.3 创新点
第二章 实验原材料料、仪器设备与测试方法
    2.1 原材料
    2.2 实验仪器与设备
    2.3 实验方法
        2.3.1 颗粒分布表征方法
        2.3.2 膜形貌与厚度表征方法
        2.3.3 膜通量表征方法
        2.3.4 支撑体孔径分布表征方法
        2.3.5 微滤膜孔径分布表征方法
        2.3.6 超滤膜孔径分布表征方法
        2.3.7 膜截留率表征方法
        2.3.8 膜可重复使用性表征方法
        2.3.9 支撑体强度表征方法
第三章 转印膜的制备和应用
    3.1 引言
    3.2 转印膜法制备高通量陶瓷微滤膜
        3.2.1 支撑体的制备
        3.2.2 转印法制备陶瓷微滤膜
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 支撑体性能
        3.3.2 转印膜PVB层的作用
        3.3.3 Al2O3/PVA涂膜液中表面活性剂的功能
        3.3.4 转印膜形态
        3.3.5 转印膜厚度对高通量陶瓷微滤膜的性能影响
        3.3.6 本研究和文献中微滤膜纯水通量的比较
    3.4 本章小结
第四章 高通量陶瓷微滤膜性能的调控
    4.1 引言
    4.2 氧化铝粉体含量对陶瓷微滤膜性能的影响
        4.2.1 样品制备
        4.2.2 结果与讨论
    4.3 氧化铝粉体粒径对陶瓷微滤膜性能的影响
        4.3.1 样品制备
        4.3.2 结果与讨论
    4.4 本章小结
第五章 勃姆石溶胶在转印膜法中的应用及其对陶瓷微滤膜性能的影响
    5.1 引言
    5.2 样品制备
        5.2.1 过滤层涂膜液的制备
        5.2.2 转印膜法制备氧化铝陶瓷微滤膜
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 转印膜热分析结果
        5.3.2 过滤层形貌
        5.3.3 微滤膜孔径分布
        5.3.4 微滤膜的厚度
        5.3.5 微滤膜的纯水通量以及截留率
        5.3.6 微滤膜的可重复使用性
    5.4 本章小结
第六章 转印膜法制备陶瓷超滤膜的研究
    6.1 引言
    6.2 样品制备
    6.3 结果与讨论
        6.3.1 超滤膜过滤层表面形貌
        6.3.2 超滤膜截面形貌与过滤层厚度
        6.3.3 超滤膜过滤层孔径
        6.3.4 超滤膜纯水通量
        6.3.5 截留率
    6.4 本章小结
结论
展望
参考文献
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
附件



本文编号：3149232