《膜的制备与应用精选课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《膜的制备与应用精选课件.ppt(26页珍藏版)》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、关于膜的制备与应用第一页,本课件共有26页无机膜材料种类无无机机膜膜致密膜微孔膜Pd及Pd合金膜Ag膜ZrO2膜多孔金属膜陶瓷膜陶瓷膜分子筛膜Al2O3膜SiO2膜(玻璃膜)ZrO2膜TiO2第二页,本课件共有26页无机膜优点(与有机膜对比)v热稳定性好,耐高温,一般可以在400下使用,最高可达800以上,不老化、寿命长。v化学稳定性好,耐有机溶剂,耐酸碱,抗微生物侵蚀。v机械强度大,担载无机膜可承受几十个大气压的外压,并可反向冲洗。v净化操作简单、迅速,价格便宜,保存方便。v孔径分布窄,分离效率高。第三页,本课件共有26页无机膜缺点v生产成本高,制造技术难度大。v无机膜易发脆,给膜的成型加工
2、及组件装备带来一定的困难。v膜器安装因密封的缘故,使其性能不能得到充分利用。第四页,本课件共有26页商品化无机膜的几何结构 v平板型:主要用于小规模的工业生产和实验室实验;v管型:适合于组装成分离元件或膜反应器;v多通道型(蜂窝型):结构的单位体积膜面积大,被更多地工业过程采用。第五页,本课件共有26页基质膜制备方法v固态烧结法(Sintering Method)v相分离-沥取法(Phase Seperation-leaching)v阳极氧化法(Anodic oxidation)v溶胶-凝胶法(Sol-Gel)v薄膜沉积法(Thin-Film Deposition)第六页,本课件共有26页固态
3、烧结法(Sintering Method)v将细微颗粒及超细颗粒(0.1-1m)与适当溶剂混合制成的成型生坯,在高温(1000-1600)下进行烧结处理。v特点:成熟,易于工业化,可同时制取多层不对称的微孔膜。第七页,本课件共有26页相分离-沥取法(Phase Seperation-leaching)第八页,本课件共有26页阳极氧化法(Anodic oxidation)v以高纯度的金属铝箔为阳极,并使一侧面与酸性电解质溶液(如草酸、硫酸、磷酸)接触,通过电解作用在此表面上形成微孔氧化铝膜,然后用适当方法除去未被氧化的铝基体和阻挡层,便得到孔径均匀,孔道与膜平面垂直的微孔Al2O3膜。第九页,本
4、课件共有26页溶胶-凝胶法(Sol-Gel)v1984年由荷兰Twente大学首先开发此项技术,并成功地制备了Al2O3膜,继而美国、法国、日本开始此项技术研究。Sol-Gel法从技术上又可细分为分子聚合发(Polymerization of Molecular Units,PMU)和胶溶法(Destabilization of Colliod Solutions,DCS)第十页,本课件共有26页第十一页,本课件共有26页薄膜沉积法(Thin-Film Deposition)v薄膜沉积法借鉴传统物理镀膜方法,如在无线电材料中的SiO2单晶膜。以多孔质过渡金属或其合金,可利用沉积技术,如溅射(S
5、puttering),离子镀(Ion Plating),金属镀(Metal Plating)或化学气相沉积(CVD)等方法制得多孔质陶瓷膜及玻璃膜。一般来说,CVD等方法只适合与制顶层功能分离膜,不适合制基质膜。第十二页,本课件共有26页无机膜的主要应用v液相分离(Liquid Phase Separation)v气体分离(Gas Separation)v膜反应器(Membrane Reactor)v功能器件(Function Devices FD)v其他第十三页,本课件共有26页液相分离(Liquid Phase Separation)v海水淡化v饮料除菌v污水处理v药物萃取v水中的油分的浓
6、缩第十四页,本课件共有26页气体分离(Gas Separation)v空气分离出氧气或惰性气体v天然气的脱水v高温气体分离第十五页,本课件共有26页膜反应器(Membrane Reactor)v定义:具有选择性透过膜,并能同时进行反应和分离的反应器。v例:用Al2O3膜可以是蔗糖转化成普糖糖的转化率从50%增至100%v惰性膜反应器(多为多孔陶瓷或多孔玻璃)v催化膜反应器(具有催化和分离双重功能)第十六页,本课件共有26页膜反应器优越性v对平衡限制的反应,膜反应器能够移动化学平衡,大大提高反应的转化率v膜反应器有可能大大提高反应的选择性v较低温度下,即可得较高转化率v可能使产物分离、反应物净化
7、及化学反应等几个单元在一个膜反应器中进行,大大节省投资。v由于能使反应在较低温度和压力下操作,节约能源第十七页,本课件共有26页第十八页,本课件共有26页膜分离的基本流程图第十九页,本课件共有26页膜分离技术第二十页,本课件共有26页膜分离种类v微滤(微滤(microfiltration)0.2-1 mm v超滤(超滤(ultrafiltration)5 nm-0.2mm v纳滤(纳滤(nanofiltration)0.5-5 nm v反渗透(反渗透(reverse osmosis)0.2-0.3nm第二十一页,本课件共有26页微滤(microfiltration)v微滤(MF)又称微孔过滤,
8、它属于精密过滤,其基本原理是筛孔分离过程。0.2-1 mm 第二十二页,本课件共有26页超滤超滤v超滤(UF)是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程,膜孔径在5 nm-0.2mm 分子量之间。超滤是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术,超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的筛分过程。以膜两侧的压力差为驱动力,以超滤膜为过滤介质,在一定的压力下,当水流过膜表面时,只允许水及比膜孔径小的小分子物质通过,达到溶液的净化、分离、浓缩的目的。第二十三页,本课件共有26页纳滤(纳滤(nanofiltration)v纳滤(NF)是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术,其截留分子量在801000的范围内,孔径为几纳米(0.5-5 nm),因此称纳滤。第二十四页,本课件共有26页反渗透(反渗透(reverse osmosis)v反渗透(RO)是利用反渗透膜只能透过溶剂(通常是水)而截留离子物质或小分子物质的选择透过性,以膜两侧静压为推动力,而实现的对液体混合物分离的膜过程。(0.2-0.3nm)第二十五页,本课件共有26页感谢大家观看第二十六页,本课件共有26页