文献综述
1.课题背景过去的几十年中,膜技术被广泛的运用于气体分离、液体分离以及膜反应器等多个领域当中。
由于原料丰富,制备工艺简单,有机膜最早被研究者关注。
然而,有机膜具有热稳定性差,孔径分布范围宽,PH适用范围窄,渗透率低,机械强度低,易受到膜污染等缺点,只能用于温和的操作条件 [1]。
随着近些年材料科学发展,无机膜作为一种新的技术材料发展起来,无机膜具有良好的热稳定性、孔径分布范围窄、机械强度高、耐酸、耐碱和抗污染能力强等优点,在苛刻的分离环境中体现出广泛的应用前景,无机膜不仅可以直接用于微滤、超滤和高温下的气体分离,还可以作为致密膜的多孔支撑体[2]。
目前,主要的陶瓷膜材料有氮化硅(Si3N4)、碳化硅(SiC)[3]、氧化锆(ZrO2)、氧化铝(Al2O3)。
由于装填密度大、渗透通量高,陶瓷中空纤维膜受到研究者的广泛关注。
目前中空纤维的制备方法主要粉末挤压成型法、静电纺丝法[4]、有机模板法[5]以及干湿相转化法[6]。
粉末挤压成形法是借助高压挤出成型设备将陶瓷粉体、添加剂、水等混合物在模具中挤压成型,经过干燥、高温煅烧获得具有对称性结构,管壁厚的陶瓷中空纤维载体,特点是机械强度高但渗透通量低。
静电纺丝法是通过中空针状纺丝头在高压静电力驱动,将金属醇盐溶液注射内凝固浴形成中空结构,特点是载体结构可控、孔径均一。
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