陶瓷膜的制備與應(yīng)用及膜分離技術(shù)簡析,飛霧流雪,無機(jī)膜材料種類,無機(jī)膜,致密膜,微孔膜,Pd及Pd合金膜,Ag膜,ZrO2膜,多孔金屬膜,陶瓷膜,分子篩膜,Al2O3膜,SiO2膜（玻璃膜）,ZrO2膜,TiO2,無機(jī)膜優(yōu)點(diǎn)（與有機(jī)膜對比）,熱穩(wěn)定性好，耐高溫，一般可以在400下使用，最高可達(dá)800以上,不老化、壽命長。 化學(xué)穩(wěn)定性好，耐有機(jī)溶劑，耐酸堿，抗微生物侵蝕。 機(jī)械強(qiáng)度大，擔(dān)載無機(jī)膜可承受幾十個(gè)大氣壓的外壓，并可反向沖洗。 凈化操作簡單、迅速，價(jià)格便宜，保存方便。 孔徑分布窄，分離效率高。,無機(jī)膜缺點(diǎn),生產(chǎn)成本高，制造技術(shù)難度大。 無機(jī)膜易發(fā)脆，給膜的成型加工及組件裝備帶來一定的困難。 膜器安裝因密封的緣故，使其性能不能得到充分利用。,商品化無機(jī)膜的幾何結(jié)構(gòu),平板型：主要用于小規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)； 管型：適合于組裝成分離元件或膜反應(yīng)器； 多通道型（蜂窩型）：結(jié)構(gòu)的單位體積膜面積大，被更多地工業(yè)過程采用。,基質(zhì)膜制備方法,固態(tài)燒結(jié)法（Sintering Method） 相分離-瀝取法（Phase Seperation-leaching） 陽極氧化法（Anodic oxidation） 溶膠-凝膠法（Sol-Gel） 薄膜沉積法（Thin-Film Deposition）,固態(tài)燒結(jié)法（Sintering Method）,將細(xì)微顆粒及超細(xì)顆粒（0.1-1m）與適當(dāng)溶劑混合制成的成型生坯，在高溫（1000-1600）下進(jìn)行燒結(jié)處理。 特點(diǎn)：成熟，易于工業(yè)化，可同時(shí)制取多層不對稱的微孔膜。,相分離-瀝取法（Phase Seperation-leaching）,陽極氧化法（Anodic oxidation）,以高純度的金屬鋁箔為陽極，并使一側(cè)面與酸性電解質(zhì)溶液（如草酸、硫酸、磷酸）接觸，通過電解作用在此表面上形成微孔氧化鋁膜，然后用適當(dāng)方法除去未被氧化的鋁基體和阻擋層，便得到孔徑均勻，孔道與膜平面垂直的微孔Al2O3膜。,溶膠-凝膠法（Sol-Gel）,1984年由荷蘭Twente大學(xué)首先開發(fā)此項(xiàng)技術(shù)，并成功地制備了Al2O3膜，繼而美國、法國 、日本開始此項(xiàng)技術(shù)研究。 Sol-Gel法從技術(shù)上又可細(xì)分為分子聚合發(fā)（Polymerization of Molecular Units, PMU）和膠溶法（Destabilization of Colliod Solutions，DCS）,薄膜沉積法（Thin-Film Deposition）,薄膜沉積法借鑒傳統(tǒng)物理鍍膜方法，如在無線電材料中的SiO2單晶膜。以多孔質(zhì)過渡金屬或其合金，可利用沉積技術(shù)，如濺射（Sputtering）,離子鍍（Ion Plating），金屬鍍（Metal Plating）或化學(xué)氣相沉積（CVD）等方法制得多孔質(zhì)陶瓷膜及玻璃膜。一般來說，CVD等方法只適合與制頂層功能分離膜，不適合制基質(zhì)膜。,無機(jī)膜的主要應(yīng)用,液相分離（Liquid Phase Separation） 氣體分離（Gas Separation） 膜反應(yīng)器（Membrane Reactor） 功能器件（Function Devices FD） 其他,液相分離（Liquid Phase Separation）,海水淡化 飲料除菌 污水處理 藥物萃取 水中的油分的濃縮,氣體分離（Gas Separation）,空氣分離出氧氣或惰性氣體 天然氣的脫水 高溫氣體分離,膜反應(yīng)器（Membrane Reactor）,定義：具有選擇性透過膜，并能同時(shí)進(jìn)行反應(yīng)和分離的反應(yīng)器。 例：用Al2O3膜可以是蔗糖轉(zhuǎn)化成普糖糖的轉(zhuǎn)化率從50%增至100% 惰性膜反應(yīng)器（多為多孔陶瓷或多孔玻璃） 催化膜反應(yīng)器（具有催化和分離雙重功能）,膜反應(yīng)器優(yōu)越性,對平衡限制的反應(yīng)，膜反應(yīng)器能夠移動化學(xué)平衡，大大提高反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率 膜反應(yīng)器有可能大大提高反應(yīng)的選擇性 較低溫度下，即可得較高轉(zhuǎn)化率 可能使產(chǎn)物分離、反應(yīng)物凈化及化學(xué)反應(yīng)等幾個(gè)單元在一個(gè)膜反應(yīng)器中進(jìn)行，大大節(jié)省投資。 由于能使反應(yīng)在較低溫度和壓力下操作，節(jié)約能源,膜分離的基本流程圖,膜分離技術(shù),膜分離種類,微濾（microfiltration ） 0.2-1 mm 超濾（ultrafiltration ）5 nm-0.2mm 納濾（nanofiltration ） 0.5-5 nm 反滲透（reverse osmosis ） 0.2-0.3nm,微濾(microfiltration ),微濾（MF） 又稱微孔過濾，它屬于精密過濾，其基本原理是篩孔分離過程。0.2-1 mm,超濾,超濾（UF） 是介于微濾和納濾之間的一種膜過程，膜孔徑在5 nm-0.2mm 分子量之間。超濾是一種能夠?qū)⑷芤哼M(jìn)行凈化、分離、濃縮的膜分離技術(shù)，超濾過程通常可以理解成與膜孔徑大小相關(guān)的篩分過程。以膜兩側(cè)的壓力差為驅(qū)動力，以超濾膜為過濾介質(zhì)，在一定的壓力下，當(dāng)水流過膜表面時(shí)，只允許水及比膜孔徑小的小分子物質(zhì)通過，達(dá)到溶液的凈化、分離、濃縮的目的。,納濾（nanofiltration ）,納濾（NF） 是介于超濾與反滲透之間的一種膜分離技術(shù)， 其截留分子量在801000的范圍內(nèi)，孔徑為幾納米( 0.5-5 nm )，因此稱納濾。,反滲透（reverse osmosis ）,反滲透（RO） 是利用反滲透膜只能透過溶劑（通常是水）而截留離子物質(zhì)或小分子物質(zhì)的選擇透過性，以膜兩側(cè)靜壓為推動力，而實(shí)現(xiàn)的對液體混合物分離的膜過程。( 0.2-0.3nm ),THANKS,