NaA沸石生長(zhǎng)調(diào)控大孔載體制備微濾和超濾復(fù)合膜及應(yīng)用.pdf

1、無(wú)機(jī)陶瓷膜因其具有化學(xué)和熱穩(wěn)定性好、機(jī)械強(qiáng)度大、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在微濾、超濾和納濾等領(lǐng)域中有廣闊的應(yīng)用前景。由于傳統(tǒng)制備方法如懸浮粒子燒結(jié)法和溶膠-凝膠法的制備過(guò)程復(fù)雜、工序繁瑣和條件苛刻導(dǎo)致能耗和成本很高，而且要獲得小孔徑的膜十分困難，難以實(shí)現(xiàn)可控性規(guī)模制備。因此，開辟和嘗試新的簡(jiǎn)單制備方法以實(shí)現(xiàn)可調(diào)控制備微濾、超濾膜乃至納濾膜及其應(yīng)用，具有重要科學(xué)意義和實(shí)際價(jià)值。 本論文提出：采用簡(jiǎn)單而且條件溫和的原位水熱合成法，以大孔α

2、-Al2O3陶瓷管為載體，通過(guò)控制NaA沸石晶體在其表面的生長(zhǎng)，調(diào)控制備具有不同孔徑的NaA/α-Al2O3微濾膜和超濾膜，并分別應(yīng)用于不同體系的廢水處理。利用SEM、XRD、氣體滲透性和孔徑分布等分析手段，表征了所制備膜的性能及成膜機(jī)制。 1.考察了合成化學(xué)內(nèi)在因素和晶化條件外在因素對(duì)NaA/α-Al2O3微濾膜和超濾膜的形成影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：沸石生長(zhǎng)溶液的水/硅比選擇、晶化時(shí)間和晶化次數(shù)的控制是制備不同孔徑微濾或超濾NaA/α

3、-Al2O3復(fù)合膜的關(guān)鍵因素，獲得了調(diào)控制備NaA/α-Al2O3微濾膜和超濾膜的方法與條件，通過(guò)控制以上因素控制NaA分子篩晶體在大孔α-Al2O3陶瓷管載體表面上的分散狀態(tài)及晶體間互生交織的程度，從而達(dá)到對(duì)大孔α-Al2O3陶瓷管載體的修飾程度的調(diào)控，可根據(jù)需要制備出平均孔徑約0.2～1.2μm范圍的NaA/α-Al2O3微濾膜和平均孔徑約50～100nm范圍的NaA/α-Al2O3超濾膜。這條新穎、廉價(jià)、可行的制備路線有效地克服了

4、傳統(tǒng)制備陶瓷復(fù)合膜能耗和成本高的弊端。 2.將制備的NaA/α-Al2O3微濾、超濾膜分別應(yīng)用于乳化油廢水和蛋白廢水的處理，并且考察了壓力、流速、進(jìn)料溶液pH值等因素對(duì)膜微濾、超濾性能的影響。平均孔徑0.4μm和1.2μmNaA/α-Al2O3微濾膜對(duì)乳化油的截留率達(dá)到99％左右，平均孔徑50nmNaA/α-Al2O3超濾膜對(duì)牛血清蛋白的截留率達(dá)到98％以上，表現(xiàn)出優(yōu)越的脫除性能。 3.考察研究了使用不同孔結(jié)構(gòu)性質(zhì)的管式

5、陶瓷膜對(duì)水中微量鐵(0.5mg/L)的脫除?？讖綖?nm、50nm的陶瓷膜和本論文所制備的NaA/α-Al2O3超濾膜均具有良好的脫鐵性能，對(duì)鐵截留率達(dá)到了95％以上。 4.分別對(duì)應(yīng)用于脫油、脫蛋白的NaA/α-Al2O3微濾膜和脫鐵的陶瓷膜污染問(wèn)題進(jìn)行了探討。針對(duì)各種污染特點(diǎn)，研究適當(dāng)?shù)那逑垂に囘M(jìn)行膜重生操作，發(fā)現(xiàn)均能有效地使各種膜的分離性能恢復(fù)97％以上，充分體現(xiàn)了清洗工藝的有效性和新方法制備出的NaA/α-Al2O3膜及陶