微波強(qiáng)化膜分離傳質(zhì)過(guò)程的研究.pdf

1、膜分離是一種典型的多孔介質(zhì)內(nèi)的質(zhì)量傳遞過(guò)程。在膜分離領(lǐng)域中膜通量隨操作時(shí)間的下降限制了膜技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用。為了有效的提高膜過(guò)濾的速度，人們提出并應(yīng)用了諸如超聲場(chǎng)、電場(chǎng)、磁場(chǎng)等附加場(chǎng)來(lái)強(qiáng)化膜分離過(guò)程。一些研究者也在膜制備和氣體分離時(shí)發(fā)現(xiàn)微波的強(qiáng)化作用。本文在實(shí)驗(yàn)室原有工作的基礎(chǔ)上，主要側(cè)重研究微波作用下黃芪水提液和顆粒懸浮液微濾過(guò)程的傳質(zhì)規(guī)律與機(jī)理。
　　 主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下：
　　 1.微波場(chǎng)對(duì)黃芪水提液微濾過(guò)程中膜

2、通量的影響本部分以黃芪傳統(tǒng)回流水提液為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)考察微波輔助和常規(guī)微濾過(guò)程中膜通量的變化。結(jié)果表明，微波狀態(tài)下膜通量12 min的瞬時(shí)值為378.5 L/(m2h)，而傳統(tǒng)的為9.9 L/(m2h)。因此，微波場(chǎng)能夠很大程度地提高膜通量，促進(jìn)黃芪水提液的微濾。10℃～90℃內(nèi)，溫度對(duì)黃芪水提液微濾過(guò)程的影響不大。微波輻射對(duì)混合纖維塑脂微孔濾膜的結(jié)構(gòu)基本不產(chǎn)生影響。
　　 2.微波場(chǎng)強(qiáng)化微濾過(guò)程機(jī)理的探討為了探討微波場(chǎng)

3、強(qiáng)化膜分離機(jī)制，利用環(huán)境掃描電子顯微鏡，實(shí)驗(yàn)考察微波輔助和常規(guī)操作條件下濾膜表面、截面顯微結(jié)構(gòu)和膜污染情況。微波輔助微濾過(guò)程所得微濾膜的表面和截面截留顆粒較少，而傳統(tǒng)過(guò)濾所得膜面沉積大量污染顆粒。因此，可以認(rèn)為微波輻射對(duì)分子產(chǎn)生的擾動(dòng)作用增強(qiáng)了黃芪水提液中大分子物質(zhì)在膜面及支撐層多孔結(jié)構(gòu)內(nèi)的傳遞，說(shuō)明微波效應(yīng)對(duì)多孔介質(zhì)物質(zhì)傳遞的促進(jìn)作用，減弱了膜污染。
　　 3.微波場(chǎng)對(duì)二氧化鈦顆粒懸浮液膜分離過(guò)程的影響為了進(jìn)一步探討微波場(chǎng)促進(jìn)

4、膜分離過(guò)程的機(jī)制，特選用微波對(duì)之不產(chǎn)生降解作用的金屬氧化物二氧化鈦顆粒懸浮液為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)考察微波輔助和常規(guī)微濾過(guò)程中膜通量的變化，利用激光粒度分析儀對(duì)所配制的二氧化鈦懸浮液的顆粒尺度分布進(jìn)行表征。結(jié)果表明，微波對(duì)二氧化鈦顆粒懸浮液的過(guò)濾過(guò)程存在促進(jìn)作用，并且溫度對(duì)膜通量的影響不大。二氧化鈦顆粒懸浮液的濃度在微波場(chǎng)下過(guò)濾時(shí)與傳統(tǒng)過(guò)程相比存在不同的影響。微波場(chǎng)下25 g/L、30 g/L的懸浮液對(duì)應(yīng)的膜通量均比10 g/L的懸浮