[發(fā)明專利]利用微波場強化顆粒懸浮液膜分離過程

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910069706.2
• 申請日: 2009-07-13
• 公開（公告）號: CN101612525A
• 公開（公告）日: 2009-12-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊俊紅;邸倩倩;姜強
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: B01D61/20
• 分類號: B01D61/20
• 代理公司: 天津盛理知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 董一寧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于膜分離技術(shù)，具體涉及一種用微波輻射強化顆粒懸浮液微濾過程的方法。?

背景技術(shù)

膜分離過程作為一門新的高分離、濃縮、提純及凈化技術(shù)，已在諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，并發(fā)展成為重要的產(chǎn)業(yè)。微濾是膜分離過程中應(yīng)用最廣泛的，主要用于分離流體中微粒、細菌及其他污染物，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于化工、冶金、食品、醫(yī)藥、生化、水處理等各個行業(yè)。在膜分離領(lǐng)域中膜通量隨操作時間的下降限制了膜技術(shù)的進一步應(yīng)用，目前提高膜過濾的速度主要利用外加物理場電場和超聲場強化分離過程。而利用微波場進行膜分離可以通過改變膜的孔結(jié)構(gòu)和表面特性來改善膜的性能，如合成新型硅酸鹽膜，其氣體分離系數(shù)高于傳統(tǒng)方法制備的膜。在膜制備過程中加入微波場，微波作用對帶有羥基的CA膜的氣體分離過程是有促進作用的，而且僅是對分離過程中膜本身的性能引起可逆性的影響。因此，目前利用微波場進行膜分離主要是在膜制備過程中和用膜分離氣體。?

本發(fā)明主要是利用微波場對顆粒懸浮液微濾過程加以輻射，維持濾膜較高的膜通量，用以強化微濾過程和提高膜的連續(xù)使用時間。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種利用微波輻射的特性來強化顆粒懸浮液微濾過程的方法，維持較高的膜通量，使膜的微濾性能得到改善。?

本發(fā)明以二氧化鈦粉體顆粒懸浮液為實驗對象，利用微波場對該顆粒懸浮液膜分離過程進行強化，具體過程由以下步驟完成：?

(1)稱取二氧化鈦粉體，按所需要的濃度加入蒸餾水和分散劑，分散劑為十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)，濃度為每升蒸餾水含分散劑0.5g；?

(2)將二氧化鈦粉體、蒸餾水、分散劑三者攪拌均勻配以超聲波分散，超聲時間為2小時，得到二氧化鈦顆粒懸浮液；?

(3)將混合纖維素脂微孔濾膜置入超濾器，將由步驟(2)得到的懸浮液倒入超濾器并置于常壓式微波加熱系統(tǒng)；?

(4)控制微波功率100W，輻射過濾時間20～40min，得到相對澄清的過濾液。?

利用微波輻射的特性能夠強化顆粒懸浮液微濾過程，極性分子在2450±50MHz的范圍的電場作用下旋轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致分子水平的振動、擺動和旋轉(zhuǎn)，對物質(zhì)產(chǎn)生強烈的攪動作用。由此可以較大程度地改善膜的過濾性能，使濾膜保持較高的膜通量水平，并且可以提高膜的連續(xù)使用時間。?

具體實施方式

以下通過具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明。用5個實施例證實利用微波場強化二氧化鈦顆粒懸浮液膜分離的效果。?

實施例1：稱取0.3g二氧化鈦粉體，取300ml蒸餾水，配制1g/L的顆粒懸浮液。為了提高顆粒懸浮液的穩(wěn)定性，在配備的流體中添加分散劑SDBS，分散劑SDBS濃度取0.5g/L，然后將二氧化鈦粉體和SDBS倒入容器中，加入量取的蒸餾水攪拌搖勻，配以超聲波作為分散手段，超聲時間定為2小時。將得到的懸浮液常溫保存，隨后立刻進行膜分離。量取顆粒懸浮液100mL倒入超濾器，并將超濾器置于常壓式微波加熱系統(tǒng)，超濾器中置有孔徑為0.45μm的混合纖維素酯微孔濾膜。設(shè)定微波功率100W，膜分離持續(xù)時間36min。?

實施例2：工藝過程與實施例1相同，不同之處在于顆粒懸浮液的濃度為5g/L。?

實施例3：工藝過程與實施例1相同，不同之處在于顆粒懸浮液的濃度為10g/L。?

實施例4：工藝過程與實施例1相同，不同之處在于顆粒懸浮液的濃度為25g/L。?

實施例5：工藝過程與實施例1相同，不同之處在于顆粒懸浮液的濃度為30g/L?

比較例1：工藝過程與實施例1相同，不同之處在于微濾過程無微波場輻照，濾液溫度為23℃。?

比較例2：工藝過程與實施例2相同，不同之處在于微濾過程無微波場輻照，濾液溫度為23℃。?

比較例3：工藝過程與實施例3相同，不同之處在于微濾過程無微波場輻照，濾液溫度為23℃。?

比較例4：工藝過程與實施例4相同，不同之處在于微濾過程無微波場輻照，濾液溫度為23℃。?

比較例5：工藝過程與實施例5相同，不同之處在于微濾過程無微波場輻照，濾液溫度為23℃。?

表1是5個實施例以及5個比較例(沒有微波輻射的微濾工藝)過濾顆粒懸浮液實?驗20min時膜通量的比較。?

表1：實施例及比較例過濾實驗?zāi)ね康谋容^?