多通道复合杂化膜的制备及应用

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本文以聚(2,6-二甲基-1,4-苯撑氧)(PPO)/SiO2杂化阴离子交换膜作为有机涂膜液,多通道无机陶瓷膜作为支撑体,通过溶剂蒸发相转化法,依靠溶胶-凝胶反应在无机膜表面复合有机分离层制备无机-有机复合膜。结果证明增大涂膜液浓度和提高涂膜次数都能够使复合膜的形态变得更加均一、紧密,膜孔径也相应减小。聚合物浓度比涂膜次数更能够有效地改变复合膜形态和降低膜孔径。低浓度涂膜液适宜制备微滤膜,较高浓度涂膜液适宜制备超滤膜。制备出的复合膜在有机溶剂和酸碱试剂中的质量损失率很小,有着较强的稳定性。   通过微滤普洱茶提取液发现0.2μm的复合膜比0.2μm的陶瓷膜有更好的分离效率。复合膜对于茶多酚有效物质的保留率高,同时可以有效截留蛋白质等大分子杂质。复合膜的抗污染性在过滤中得到体现,在相同的操作条件下通量下降率比陶瓷膜量小。0.2μm的复合膜澄清普洱茶的最佳工艺条件为:操作温度30℃,操作压力0.1MPa,膜面流速2.1m/s,稀释料液浓度为80%。   实验通过过滤普洱茶提取液发现,0.2μm的陶瓷膜和0.2μm的复合膜主要是以完全孔堵塞和孔收缩污染为主,陶瓷膜比复合膜有着更多的滤饼层污染。随着复合膜孔径的不断增大,滤饼层污染理逐渐占据优势,操作压力的升高后,污染由完全孔堵塞和孔收缩向滤饼层转变。阻力分解计算表明,复合膜孔径增大,总阻力和膜本身阻力下降,浓差极化阻力和可冲刷阻力占据了阻力的主要方面。0.2μm的陶瓷膜和0.2μm的复合膜主要是不可逆阻力,陶瓷膜中可冲刷阻力占据的比重大于复合膜。压力不断增大,0.2μm的复合膜总阻力增大,可冲刷阻力占据的比重也随之上升。化学清洗的方法可以有效去除膜孔堵塞和膜吸附等不可逆污染。在相同的清洗条件下,复合膜比陶瓷膜的通量恢复率更大,延长清洗时间和增大清洗温度有助于通量恢复的上升。但是清洗压力上升,效果下降。通过不同化学清洗剂的清洗效果比较发现,次氯酸钠的效果最明显。复合膜在多次清洗后比陶瓷膜有着更稳定的通量,清洗重复性较好。
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