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陶瓷纖維不僅具有陶瓷材料固有的耐高溫、化學穩(wěn)定性好、使用壽命長等特點,還兼具了纖維材料的高孔隙率、高比表面積等優(yōu)點,陶瓷纖維在制膜過程中,由于本身纖維形狀特點,纖維之間雜亂無章的堆積,形成高孔隙率,總孔隙率高能夠超過70%,而以陶瓷纖維構建的分離膜的總孔隙率高可接近陶瓷粒子分離膜的2倍,有效提高膜通量及降低滲透阻力。
研究者以二氧化鈦納米纖維為原料,采用浸漿法在氧化鋁支撐體上制備雙層TiO2膜,通過在纖維層中添加溶膠促進纖維之間的粘結,減少了缺陷孔的產生,在燒結溫度480℃下制得了純水通量為1000L/m2.h.bar,截留分子量為32000,膜的性能遠遠超過傳統(tǒng)陶瓷膜。
陶瓷膜過濾工藝:
陶瓷超濾膜系統(tǒng)的運行方式為錯流循環(huán)過濾避免系統(tǒng)內污水中的固體顆粒及其它雜質在膜表面不斷地沉積,質量分數(shù)1%~2%的濃縮液回流到前段預處理或者濃縮液收集池。長期運行難免有些污染物吸附在膜表面,當膜被污染之后,通過清洗使通量得到恢復,主要分為堿洗、酸洗和漂洗3部分,其中清洗所用的酸堿僅在陶瓷膜系統(tǒng)內部循環(huán),不會對系統(tǒng)外的管線設備造成影啊。
蛋白和酶的純化濃縮
超濾已成為蛋白和酶等純化和濃縮的過程。超濾濃縮的優(yōu)點是無相變,一般不需加熱,工序簡化,適用pH范圍寬和防止失活等,很適于熱敏性物質的分離濃縮。通常是預處理的粗制品經(jīng)超濾,使一些低分子物和鹽透過膜,使酶和蛋白獲得濃縮和精制。選用不同截留分子量的膜,不同的膜材質和工藝可實現(xiàn)不同酶和蛋白的純化濃縮。
陶瓷膜分離是一種與孔徑大小相關的篩分過程,采用動態(tài)的錯流過濾方式:原料液通過循環(huán)泵在陶瓷膜孔道中作高速循環(huán)運動,在壓力作用下,澄清滲透液通過陶瓷膜片和多孔的陶瓷基體,沿與之垂直方向向外透過膜,濃縮液被膜截留,并在孔道中作高速流動而引起湍流,不斷沖洗陶瓷膜片內表面,將附在濾膜上的少量沉積物帶走,保持穩(wěn)定的清液流出,從而使流體達到分離、濃縮、純化的目的。