膜层是整个膜中起真正分离作用的一层。来自优I尔Q论T文D网WWw.YoueRw.com 加QQ7520~18766
中间层存在于支撑体层和膜分离层之间,起衔接两层的的作用,至关重要。因此要求中间层表面的光滑、特性良好。其实它还起到另外一个重要的作用,一般底层的支撑体表面或多或少存在不足,因此中间层帮助支撑体形成一个光滑的表面,那在支撑体和膜层之间镀上一层将支撑体表面的缺陷填充和覆盖起来,达到修复效果。
支撑体的制备是这种多层复合膜制备的基础,其性能的好坏对整个复合膜的质量影响重大,是制备整个多层结构的关键。支撑体的孔径分布不均匀或表面的不平整光滑滑,可能导致膜上出现一些针孔、裂纹等缺陷,影响膜的使用。而支撑体表面特性又会对多个膜层之间的粘合起到至关重要的作用。支撑体则是多孔陶瓷膜制备以及应用的基础,它有较高的渗透率,同时也影响着陶瓷膜的机械强度,以及制备和应用。
作为制备陶瓷膜的基础,支撑体的研究、性能的优化仍是重点。如何通过调控相应参数,从而找到使支撑体的机械强度与渗透率最好的匹配,使支撑体性能达到最佳。解决这个问题还是需要通过实验,获得数据,通过实际应用中广泛试验得到答案。
1。2 无机膜支撑体的特点和要求
作为陶瓷膜的载体,支撑体性能应该满足以下要求[4-6]:
(1)较高的渗透率,阻力小; 论文网
(2)热稳定性好、化学稳定性稳定、机械强度较高;
(3)孔径分布窄及孔比表面积高;
(4)表面粗糙度低及润湿性好;
(5)能与膜层的热膨胀系数高度匹配。
影响支撑体性能的因素有很多,如颗粒形状、粒径,成孔剂类型,烧结助剂等等。
多孔陶瓷膜支撑体的孔径结构和气孔率受原料的粒度及形状影响巨大。颗粒堆积形成孔径,颗粒堆积原理不同,支撑体的孔径和气孔率也会有所差异。
为提高气孔率,通常在制备多空陶瓷膜支撑体的时候适量添加成孔剂。选择成孔剂时,必须满足如下要求:易于在加热过程中得以排除;排除之后无有害物质残留等。
成孔剂可粗略的分为两类:一类是无机成孔剂(如木炭粉等);另一类是有机成孔剂,如淀粉。
1。3 无机膜支撑体的分析及表征
本研究中主要通过接触角、抗压强度以及纯水通量[7]等的检测进一步分析和表征所制备支撑体样品的性能。
膜的表面性状对水接触角有一定影响,不可忽略。这使得接触角值的大小成为评判膜表面性状一个重要指标。测量水接触角得值是对膜表面润湿性的一种量度。接触角值越小,膜表面湿润就性强;接触角越大,湿润性差。湿润性与物体表面的孔径大小、孔径分布孔隙率、表面粗糙等因素相关,和物体的亲水性有一定关系。湿润性是指物体表面对水的铺展能力,是亲水性的一种外在表现[8]。
抗压强度指“规定一定的压缩变形量,与之对应的压缩应力(载荷除以变形前的截面积)为材料的抗压强度。” 即在常温常压下向一物体施加压力使之产生形变,那么刚好使之形变却还没发生形变是所对应的压力就是抗压强度,是支撑体的一种机械性能。若支撑体的抗压强度较小,那么制成的陶瓷膜易断裂,那么并没有太大的应用价值。提高支撑体的抗压强度,有利于多孔陶瓷膜机械性能的提高。因此考虑提高这一要素也是制备支撑体的关键之一。
纯水通量是[9]指“也称透过速率,表示单位压力下,单位时间通过单位膜面积的水的体积。”这是表征过滤材料性能的一个十分重要指标,纯水通量与过滤材料的制备工艺、孔隙率、孔径分布、孔径大小等因素有关。表征纯水通量,对于陶瓷膜的实际应用也具有相当重要的意义。