陶瓷平板膜對納米鎳粉的過濾行為研究.pdf

1、為了實現(xiàn)納米催化與膜分離耦合工業(yè)生產(chǎn)的連續(xù)化，完善和豐富面向應(yīng)用過程的陶瓷膜材料設(shè)計理論和方法，本文針對陶瓷平板對稱膜分離回收納米鎳粉的應(yīng)用過程，主要從三個方面展開研究工作： 首先考察陶瓷平板對稱膜的微結(jié)構(gòu)參數(shù)與膜的宏觀性能之間的關(guān)系。通過對膜孔徑，膜厚度等陶瓷膜微結(jié)構(gòu)參數(shù)與膜純水通量的擬合，得出對于由粒子堆積燒結(jié)而成的多孔陶瓷膜，改進的K-C方程能更準確地反映膜微結(jié)構(gòu)參數(shù)對純水通量的影響，而將陶瓷膜孔簡單抽象成毛細管束的H-P

2、方程的預(yù)測值則與實驗值有較大偏差。 其次考察納米鎳在陶瓷平板對稱膜面上的靜態(tài)吸附和錯流過濾過程中的動態(tài)沉積行為。研究結(jié)果表明，納米鎳在陶瓷膜表面上的靜態(tài)吸附符合Langmuir等溫吸附方程，納米鎳的吸附量隨著時間和濃度的增加先迅速增加而后緩慢上升并趨于穩(wěn)定；且納米鎳的吸附量隨著膜孔徑的增大而增大，隨著溫度的升高而降低。在錯流過濾過程中，隨著過濾時間和料液濃度的增加，納米鎳的動態(tài)沉積量迅速增加，膜滲透通量下降幅度大；對于不同孔徑的

3、陶瓷膜，擬穩(wěn)定通量在0.1~1.5 μm孔徑范圍內(nèi)有一最優(yōu)值。因此在過濾平均粒徑為60 nm的鎳粉時，選擇平均孔徑在0.3~0.8 μm范圍內(nèi)的陶瓷膜比較合適，此時膜面上鎳的吸附量小，滲透通量高。 最后以納米鎳的分離回收過程為研究背景，以陶瓷膜微結(jié)構(gòu)參數(shù)與宏觀性能的關(guān)系為重點，對納米顆粒體系的過濾機理進行分析，在已有的顆粒體系的孔堵塞-濾餅過濾模型的基礎(chǔ)上進行改進，建立膜性能與微結(jié)構(gòu)關(guān)系的模型。結(jié)果表明，隨著操作壓力升高，總過濾