[精品]膜材料的簡介制備

《[精品]膜材料的簡介制備》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。

1、分離膜材料和膜制備技術(shù)的研究進展摘要:膜分離技術(shù)是當代新型高效的分離技術(shù)，也是二十一世紀最有發(fā)展前途的高新技術(shù)z一，目前在膜分離過程中，對膜的研究主要集中在膜材料、膜的制備及膜過程的強化等三大領(lǐng)域；隨著膜過程的開發(fā)應(yīng)用，人們越來越認識到研究膜材料及其膜技術(shù)的重耍性。關(guān)鍵詞：分離膜制備發(fā)展1.膜分離技術(shù)的發(fā)展簡史膜在自然中,特別是在生物體內(nèi)是廣泛而永恒存在的?？扇祟悓λ恼J識、利用、模擬以至人工合成的過程卻是及其漫長而曲折的。人們對膜進行科學的研究則是近幾十年來的事。是在1748年,諾來特(Nollet)就注意到水□發(fā)通過豬膀胱而擴散到酒精中。在1864年，特勞貝(Traube)才

2、成功制成人類歷史上第一片人造膜一亞鐵氧化酮膜。但直到I960年洛布(Loeb)和索利拉金(Souriraja)研究出具有商業(yè)價值的醋酸纖維素非對稱(L-S)膜,確定了L-S制膜工業(yè)，才開創(chuàng)了膜技術(shù)的新紀元。隨后的20年是“膜技術(shù)的黃金時代”。以石油危機和人類環(huán)境意識增強為契機。伴隨相關(guān)學科的發(fā)展，國內(nèi)外學者對高分了膜的形成、膜結(jié)構(gòu)、物性、性能、過程及應(yīng)用等開展研究，取得了很大的進展，為以后膜科學的發(fā)展、膜技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化奠定了基礎(chǔ)與傳統(tǒng)的分離操作相比，膜分離具有以下特點：(1)膜分離是一個高效分離過程，可以實現(xiàn)高純度的分離；(2)大多數(shù)膜分離過程不發(fā)生相變化，因此能耗較低；(3)膜分

3、離通常在常溫下進行，特別適合處理熱敏性物料；(4)膜分離設(shè)備本身沒有運動的部件，可靠性高，操作、維護都十分方便。2.分離膜分類按膜的材料分類，可分為有機膜、無機膜、液膜；按膜的結(jié)構(gòu)分類，可分為對稱膜和不對稱膜；按作用機理分類，可分為多孔膜和致密膜；按應(yīng)用范圍分類，可分為微濾膜(MF膜)、超過濾膜(UF膜)、反滲透膜(R0膜)、氣體分離膜(GS膜)、離子交換膜等。[2]2.1無機膜材料無機膜材料通常具有非常好的化學和熱穩(wěn)定性,但無機材料用于制膜還很有限，目前無機膜的應(yīng)用大都局限丁?微濾和超濾領(lǐng)域⑶。無機膜材料主要冇兩大類,一是無機致密膜，二是微孔膜⑷。無機致密膜主耍有致密金屈材料和

4、氧化物電解質(zhì)材料；致密金屈材料的分離作用是通過溶解一擴散或者離子傳遞機理而進行的，所以致密膜金屬材料具有較好的選擇性，主要用于氣體的分離⑸。對于致密固體氧化物電解質(zhì)，這類材料對氧具有很高的選擇性，但其通量較低使其應(yīng)用受到限制。最近發(fā)展了的鈣鈦型超導(dǎo)材料對氧有較高的滲透通量，它在無機膜反應(yīng)器屮應(yīng)冇很好的應(yīng)用前景。此外，以鋼為支撐體，分子篩為表皮的組合膜已經(jīng)實現(xiàn)了商業(yè)化。由于分了篩具有與分了大小相當且均勻一致的孔徑，離了交換性能、高溫熱穩(wěn)定性良好的擇形性能和易被改性等特點，在石油化工中得到廣泛應(yīng)用，它是理想的無機致密分離膜和無機催化膜材料。微孔材料主要有多孔金屬、多孔陶瓷、多孔玻璃和

5、活性炭等，與致密無機膜相比，多孔無機膜的應(yīng)用范圍更大。最近又開發(fā)研究了一種新的無機材料，即沸石膜，它具有非常小的孔，可用于氣體分離與滲透汽化。⑹近年隨著膜分離技術(shù)及具應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，對膜提出了越來越高的要求，因此其研究除結(jié)合膜反應(yīng)、超濾、微濾屮各種應(yīng)用要求進行研發(fā)外，還應(yīng)對有機—無機材料的復(fù)合膜、耐強酸堿膜材料、支撐體材料以及高選擇性、高通量的致密無機膜材料及其材料的結(jié)構(gòu)與性能Z間的關(guān)系進行深入的研究。2.2有機膜材料廿前市場銷售的分離膜主要以高分子膜為主，它幾乎涵蓋了所有的膜過程,得到了廣泛應(yīng)用，概括起來它們主要有以下幾類。2.2.1纖維素類纖維素類是資源豐富的天然高分子化合物

6、，主要來源于植物細胞材料，由于纖維素及其衍生物是線型棍狀且不易彎曲的大分了，且其親水性好，膜的污染程度較小，因而是最早的反滲透和超濾膜材料，它可以制備從反滲透至微濾孔徑范圍較寬的膜，具有較高的通量。但它的結(jié)晶度較高，難于加工，抗氧化能力差，易水解，在運行過程中有壓實現(xiàn)彖發(fā)生，抗主物侵蝕的能力乂較弱，因此需耍進行一系列改性，通過改性可以獲得諸如醋酸纖維素類、醋酸丙纖維素類、再生纖維素類等性能較好的膜。對纖維素類聚合物重復(fù)單元結(jié)構(gòu)和粘度性質(zhì)進行了仔細研究，發(fā)現(xiàn)在纖維索類中引進一個或幾個脂基，可改變纖維索類親水性和官能基團數(shù)口，由此帶來了纖維素類粘度的變化叫因此為了擴大纖維素類膜的應(yīng)用

7、，在其改性方面需進行進一步研究，以獲得高性能的纖維素類膜。2.2.2聚酰胺類聚酰胺類是含聚酰胺鏈段的一COH—的一系列聚合物，它是一簇很大的聚合物，曲于其具有耐高溫、耐酸堿、耐冇機溶劑，11其親水性較好，具冇高的水通量和較低的截流分子量，口前已用于超濾、蒸汽滲透、反滲透，氣體分離、LB膜（親油及親水基I才I分別有序排列的雙層選擇膜）等。對液體分離膜所用聚酰胺類材料進行過仔細研究，得到了莫結(jié)構(gòu)類型與分離性能的關(guān)系。但由于聚酰胺類膜對蛋口質(zhì)溶質(zhì)有強烈的吸附作用，易被蛋白質(zhì)污染，因此