中空纤维超滤膜的制备

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pvdf中空纤维超滤膜生产原理

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PES中空纤维超滤膜的制备及共混改性中期报告

PES中空纤维超滤膜的制备及共混改性中期报告

PES中空纤维超滤膜的制备及共混改性中期报告
一、研究目的
本研究旨在研究聚酰胺中空纤维超滤膜的制备方法,以及其与其他材料的共混改性,为其在水处理、生物制药等领域的应用提供基础研究和探索。

二、研究进展
1. 制备方法的优化
采用常规相转化法制备了聚酰胺中空纤维超滤膜,并优化了制备方法中的关键因素(如聚合反应条件、浸泡时间等),使得膜的分离效果更加稳定和高效。

2. 材料的性能测试
通过静态渗透实验和动态交换实验等测试手段,评估了聚酰胺中空纤维超滤膜的孔径大小、截留效率、阻力、水通量等性能,并将其与其他常用的滤膜进行了比较。

3. 共混改性研究
将聚酰胺中空纤维超滤膜与其他材料(如聚乙烯醇、聚醚鲨醇等)进行共混改性研究,评估其对膜性能的影响,并探讨共混材料的配比、制备工艺等因素对改性效果的影响。

三、研究展望
下一步,将进一步探究聚酰胺中空纤维超滤膜的制备过程中的关键因素,深入研究其机理,并开展其在生物制药、饮用水净化等领域的应用研究。

同时,将继续探索与其他材料的共混改性,并研究其对环境友好的改性材料的制备方法。

中空纤维超滤膜的制备方法[发明专利]

中空纤维超滤膜的制备方法[发明专利]

专利名称:中空纤维超滤膜的制备方法专利类型:发明专利
发明人:周旭东,张艺平
申请号:CN202210043165.1
申请日:20220114
公开号:CN114377553A
公开日:
20220422
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明公开了一种中空纤维超滤膜的制备方法,包括以下步骤:(1)制备铸膜液和芯液,芯液为碱性水溶液;(2)将芯液和铸膜液分别由铸膜液通道和芯液通道注入中空喷丝头,并经由喷丝头的铸膜液口和芯液口挤出中空管状液膜,经过一段空气层后浸入凝固浴中凝固成型,制得中空纤维膜;
(3)将制得的中空纤维膜进行漂洗,漂洗时,采用芯液作为中空纤维膜芯内漂洗液,漂洗槽内用酸性水溶液浸泡,漂洗后再置于碱性水溶液中浸泡一段时间,取出晾干,得到中空纤维超滤膜。

本发明方法制备的中空纤维膜,使得膜丝的韧性得到提升,提高了拉伸度。

申请人:南宁市生升膜分离技术应用研究所
地址:530000 广西壮族自治区南宁市西乡塘区高新区振兴路90号3#楼五层东侧
国籍:CN
代理机构:南宁众权专利代理事务所(普通合伙)
代理人:兰亚君
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中空纤维式超滤膜的制备

中空纤维式超滤膜的制备

中空纤维式超滤膜的制备:
超滤膜的制备方法很多,而中空纤维超滤膜主要采用相转换法。

相转换法主要有浸渍凝胶法、溶剂蒸发凝胶法和溶出法等。

目前商品化的中空纤维超滤膜主要采用浸渍凝胶法制备,制膜过程大致可分为七个步骤:
(1)将制膜材料溶入特定的溶剂中,并根据需要加入相应致孔添加剂;(2)通过搅拌使膜材料充分溶解,而成为均匀的制膜液;
(3)过滤去掉未溶解的其他杂质;
(4)脱除溶液中微细的气泡;
(5)在纺丝机中用特制的喷丝头挤出形成中空状原纤;
(6)使原纤中部分溶剂蒸发;
(7)将原纤渍于对膜材料是非溶剂的凝固浴中(通常是水或水溶液),液态原纤立即凝固成固态中空纤维;
(8)后处理使中空纤维具备某种固有性能。

中空纤维超滤膜研究报告

中空纤维超滤膜研究报告

中空纤维超滤膜研究报告一、概述。

中空纤维超滤膜是一种新型的膜分离技术,具有高水通量、高截留率、抗污染性强等优点,在污水处理、制药、食品加工等领域具有广泛的应用前景。

本研究对中空纤维超滤膜进行了深入研究,探讨了其制备方法、性能特点以及应用前景。

二、制备方法。

中空纤维超滤膜的制备方法主要包括摄取法、悬浮聚合法和溶剂交联法等。

本研究采用摄取法制备中空纤维超滤膜,具体步骤如下:1、选择聚合物和溶剂,根据实际应用需求选择合适的聚合物和溶剂,聚合物可以为聚醚酮、聚醚硫醚等,溶剂可以为二甲亚砜、丙酮、N-甲基吡咯烷酮等。

2、配制聚合物/溶剂混合物,将聚合物和溶剂以一定比例混合,用磁力搅拌器充分搅拌,直至混合均匀。

3、制备中空纤维超滤膜,将混合物注入中空纤维毛细管中,待聚合物固化后,用超声波法将空隙充满,并将膜挂在支撑模板上,加热至一定温度固化。

4、后处理,对制备好的中空纤维超滤膜进行后处理,包括清洗、干燥等,使其具有一定的力学强度和稳定性。

三、性能特点。

中空纤维超滤膜具有以下性能特点:1、高水通量:中空纤维超滤膜具有大孔径、多开孔等特点,水通量高,可大幅提高膜分离效率。

2、高截留率:中空纤维超滤膜的孔径可以调节,可以选择合适的孔径,使其具有高截留率。

3、抗污染性强:中空纤维超滤膜表面光滑、清洁,对污染物的附着能力弱,容易清洗维护,具有抗污染性强的优点。

4、应用范围广:中空纤维超滤膜适用于海水淡化、生物发酵、食品加工、医药制造、化工等领域,可广泛应用。

四、应用前景。

目前,中空纤维超滤膜已经在污水处理、淡化海水、食品加工、医药制造等领域得到了广泛应用。

未来,中空纤维超滤膜还有很大的应用潜力,可以用于高浓度废水的处理、生物制品的分离、生物进料的处理等方面。

随着对中空纤维超滤膜性能的深入研究,其应用前景将更加广阔。

中空纤维超滤膜的制备

中空纤维超滤膜的制备

中空纤维超滤膜的制备一、实验概述超滤膜的工业应用十分广泛,已成为新型化工单元操作之一。

用于分离、浓缩、纯化生物制品、医药制品以及食品工业中;还用于血液处理、废水处理和超纯水制备中的终端处理装置。

在我国已成功地利用超滤膜进行了中草药的浓缩提纯。

超滤膜随着技术的进步,其筛选功能必将得到改进和加强,对人类社会的贡献也将越来越大。

例如聚砜中空纤维超滤膜,聚砜膜由于具有良好的渗透性、耐温性、耐溶剂性及良好的机械性能等优点,得到广泛的应用,小至家用净水器,大到现代工业生产,从普通民用到高新技术领域都有不同规模的应用,甚至于在环境保护方面也有极大的使用潜力,超滤是一种最有发展前途的膜法分离技术二、实验目的1.了解相转化法制备中空纤维膜的工艺过程;2.掌握制备中空纤维超滤膜的基本原理及实验操作技术3.掌握用于中空纤维膜结构调控的方法。

三、超滤膜的原理。

中空纤维膜的制备方法有:湿法、干-湿法、熔融法和干法。

本实验采用干-湿法,过程如下:首先将过滤后的由聚合物、溶剂和成孔剂组成的铸膜液用氮气将釜中料液压出,从环行喷丝头(常用喷丝头的断面结构如图1所示)的缝隙中挤出,同时将芯液注入喷丝头插入管中,经过一段空气浴后,铸膜液浸入凝固浴中发生双扩散:铸膜液中的溶剂向凝固浴扩散以及凝固浴中的凝固剂(非溶剂)向铸膜液中的细流扩散。

膜的内侧和外侧同时发生凝胶化过程,首先形成皮层,随着双扩散的进一步进行,铸膜液内部的组成不断变化,当达到临界浓度时,膜完全固化从凝固浴中沉析出来,将膜中溶剂和成孔剂萃取出,最终得到中空纤维膜。

超滤膜筛分过程,以膜两侧的压力差为驱动力,以超滤膜为过滤介质,在一定的压力下,当原液流过膜表面时,超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液,而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧,成为浓缩液,因而实现对原液的净化、分离和浓缩的目的。

每米长的超滤膜丝管壁上约有60亿个0.01微米的微孔,其孔径只允许水分子、水中的有益矿物质和微量元素通过,而最小细菌的体积都在0.02微米以上,因此细菌以及比细菌体积大得多的胶体、铁锈、悬浮物、泥沙、大分子有机物等都能被超滤膜截留下来,从而实现了净化过程。

聚砜中空纤维超滤膜的制备

聚砜中空纤维超滤膜的制备

第二章聚砜中空纤维超滤膜的制备中空纤维具有装填密度大、耐压性能好、设备小型化、结构简单化、成本低、易维护等优点,因此受到人们的广泛关注。

而复合超滤膜因在较低的操作压力下同时具有较高的截留率和水通量,日益受到人们的重视,近年来成为分离膜领域的一个研究热点[28]。

由于聚砜原料价廉易得,制膜简单,有良好的机械强度和抗压密性,有良好的化学稳定性,且能抗生物降解,目前被广泛地用于超滤膜和复合用多孔支撑膜的制作。

本实验纺制聚砜(PSF)中空纤维超滤膜为基膜,通过界面聚合法制备高性能的纳滤复合膜。

2.1 实验试剂、仪器与评价装置2.1.1 主要实验试剂表2-1中所列为实验中用到的主要实验试剂。

表2-1主要实验试剂Tab.2-1 Main experimental agents材料名称规格生产厂家聚砜(PSF)工业纯大连聚砜塑料有限公司N、N-二甲基乙酰胺工业品师授氯化钠化学纯天津市塘沽化学试剂厂六水硫酸镁分析纯天津市化学试剂一厂正庚烷分析纯天津市科密欧化学试剂有限公司六水哌嗪分析纯上海天莲精细化工有限公司均苯三甲酰氯分析纯北京奥得赛化学有限公司聚乙二醇(PEG 20000)分析纯北京奥得赛化学有限公司2.1.2 主要实验仪器表2-2中所列为实验中用到的主要实验仪器。

表2-2 主要实验仪器Tab.2-2 Main experimental apparatus仪器名称规格型号生产厂家电导率仪MC226型梅特勒-托利多仪器公司pH计pHS225型上海雷磁仪器厂电子天平JA3003 天津天马仪器厂721分光光度计- 上海第三分析仪器厂外径千分尺- 上海衡器量器厂电热真空干燥箱DZG-403天津天宇实验仪器有限公司电热恒温干燥箱HXGZ–550A型连云港医疗器械设备厂电磁空气压缩机微型高压隔膜泵纺丝机ACO-016型P-125型-浙江森森实业有限公司上海磁力泵业有限公司天津工业大学制2.2 中空纤维超滤膜的纺制1)将聚砜放入真空干燥箱中在110度左右充分干燥后取出备用。

中空纤维超滤膜(家用净水器常用膜)的制备方法

中空纤维超滤膜(家用净水器常用膜)的制备方法

中空纤维超滤膜(家用净水器常用膜)的制备方法
(1)膜材料的选择
不同的应用场合,选择材料的准则是不一样的,对于不同的聚合物的选择,其化学性能、热性能及表面效应,如吸附性和润湿性有着显著不同。

另外,制膜材料的不同也决定了清洗剂的选择。

通常,玻璃化温度和熔点、结晶度等因素可以改进膜材料的热稳定性和化学稳定性。

(2)相转化制膜工艺
相转化是一种以某种控制方式,使聚合物从液态转化为固态的过程。

这种固化过程,通常是由于一个均相液态转化成两个液态(液液分层)而引发的,在分层达到一定程度时,
其中一个液相固化,结果形成固体本体。

控制相转化的初始阶段,可以控制膜的形态,即是多孔的,还是无孔的。

超滤膜也是多孔的。

通过烧结,经蚀刻和拉伸等微滤膜制造方法,所形成的最小孔径约为0.05-0.10um,而无法得到更小的孔,因此无法制造孔径接近纳米级的超滤膜。

相转化制膜方法主要有浸渍凝胶法、溶剂蒸发凝胶法和溶出法等。

目前商品化的超滤膜几乎都是浸渍凝胶法而制得,制膜过程大致可分为如下七个步骤:
-将制膜材料溶入特定的溶剂中,并根据需要加入相应的添加剂;
-通过加温、搅拌使膜材料充分溶解,而成为均匀的制膜液;
-过滤去除未溶解的杂质;
-脱气;
-膜成型,用流涎法制成平板型、圆管型,用纺丝法制成毛细管型、中空纤维型;
-使膜中的溶剂部分蒸发或蒸发;
-将成型的膜浸渍于对膜材料是非溶剂的液体(通过是用水)中,液态膜便立即凝胶固化而成为固态膜;。

中空纤维超滤膜8040膜芯设备工艺原理

中空纤维超滤膜8040膜芯设备工艺原理

中空纤维超滤膜8040膜芯设备工艺原理摘要中空纤维超滤膜8040膜芯作为膜分离技术应用的主要产品之一,具有高效的分离、过滤、净化等功能,广泛应用于水处理、饮料工业、化工、食品加工等领域。

本文将重点介绍中空纤维超滤膜8040膜芯设备工艺原理。

一、中空纤维超滤膜8040膜芯概述中空纤维超滤膜8040膜芯是一种采用中空纤维膜分离技术制成的膜芯产品。

中空纤维膜是热塑性聚合物,采用对流法进行制备。

中空纤维超滤膜8040膜芯主要由中空纤维膜模组、壳体、管板、密封环等组成。

中空纤维膜模组是将数百根中空纤维膜束在一个膜模组内部,组成一定数量的中空纤维膜,同时采用特殊的导向元件将它们排布整齐。

通过壳体、管板和密封环的作用,middle Fiber (MF)在膜模组内形成侧向水平流动的通道。

通常情况下,压力差会通过这个侧向水平的通道产生。

二、中空纤维超滤膜8040膜芯工艺原理中空纤维超滤膜8040膜芯的工艺原理是利用膜分离原理进行过滤和净化。

膜分离是一种基于膜的微小孔隙结构,将固体、液体、气体等不同尺寸的分子通过膜孔进行物理分离的过程。

中空纤维超滤膜8040膜芯的过滤原理是将混合溶液沿着膜的表面流过,大分子、高分子、固体等被膜孔的选择性截留下来,而溶质分子、水分子等则通过膜孔进入纯净水。

经过多级的膜分离过程,不同种类、不同分子量的物质就被分离出来,从而达到分离、过滤、净化等目的。

三、中空纤维超滤膜8040膜芯设备参数中空纤维超滤膜8040膜芯在应用时需要根据其工艺参数进行调节和设置。

常见的工艺参数包括渗透流量、回收率、通量等。

渗透流量是指单位时间内渗透液体的体积。

回收率是指处理溶液中,被截留物的质量和初始溶液的质量的比值,通量是指单位面积膜的渗透液体流量。

通过不同的设备参数调节,可以获得不同的膜效应和分离效果。

四、中空纤维超滤膜8040膜芯设备应用中空纤维超滤膜8040膜芯广泛应用于饮料、果汁、制药、蒸馏水、医疗、污水处理等领域。

科技成果——高性能中空纤维微滤超滤膜制备技术

科技成果——高性能中空纤维微滤超滤膜制备技术

科技成果——高性能中空纤维微滤超滤膜制备技术项目简介超滤膜一种孔径规格一致,额定孔径范围为(0.001-0.1μm)的微孔过滤膜。

微滤膜一种孔径规格一致,额定孔径范围为微滤膜(0.1-1μm)的微孔过滤膜。

微滤超滤膜大多由醋酯纤维或与其性能类似的高分子材料制得。

最适于处理溶液中溶质的分离和增浓,也常用于其他分离技术难以完成的胶状悬浮液的分离,其应用领域在不断扩大,工业应用十分广泛,已成为新型化工单元操作之一。

用于分离、浓缩、纯化生物制品、医药制品以及食品工业中;还用于血液处理、废水处理和超纯水制备中的终端处理装置。

在我国已成功地利用超滤膜进行了中草药的浓缩提纯。

本项目提供高性能中空纤维微滤超滤膜制备技术。

所属领域化工、材料技术成熟度已建有工业化装置。

应用前景在各工业生产过程中,往往有分离、浓缩、分级和纯化某种水溶液的需求。

传统用的方法是沉淀、过滤、加热、冷冻、蒸馏、萃取和结晶等过程。

这些方法表现出流程长、耗能多、物料损失多、设备庞大、效率低、操作繁琐等缺点,以超滤膜技术取代某种传统技术可以获得显著的经济效益。

此外在在废水处理、污染防治、水资源综合利用方面、气体分离、浓缩技术得到广泛应用。

在许多情况下,不仅处理了废水,还能回收有用物质和能量。

知识产权及项目获奖情况授权专利3项:1、一种聚合物中空纤维复合纳滤膜的制备方法,授权专利号:ZL200510110158.5;2、一种聚合物中空纤维复合纳滤膜的制备方法,授权专利号:ZL200510110158.5;3、一种单外皮层聚醚砜中空纤维气体分离膜的制备方法,授权专利号:ZL200510110158.5。

公开发明专利1项:高通量聚氯乙烯中空纤维超滤膜的制备方法,中国发明申请号:CN02145427.2(2002.11.19);公开号:CN1415407(2003.05.07)。

应用案例将最新研究成果成功地用于膜材料与膜技术的产业化应用,实现了原有中空纤维超滤膜高性能化并规模生产和应用。

中空纤维超滤膜的制备

中空纤维超滤膜的制备

中空纤维超滤膜的制备一、材料准备1.聚酰胺或聚醚砜等高分子材料:这些材料具有良好的耐化学腐蚀性能和机械强度,是制备中空纤维膜的关键材料。

2.溶剂:溶剂的选择要根据高分子材料的特性来确定,常用的溶剂包括二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮等。

3.助剂:助剂的作用是提高膜的抗污染性能和稳定性。

通常会添加一定比例的改性剂和粘合剂。

二、制备过程1.原料准备:将高分子材料切割成适当尺寸的颗粒,然后通过熔融或溶液法制备成薄膜片。

2.溶液配制:将溶剂和助剂按一定比例混合,并充分搅拌均匀,使之成为一种均匀的溶液。

3.中空纤维制备:将溶液注入中空纤维制备设备中,通过旋转、吹扩等工艺将溶液成型成中空纤维,然后通过固化、强度增强等工艺使其稳定。

4.后处理:对制备好的中空纤维进行后处理,包括洗涤、干燥等步骤,以去除残留的溶剂和助剂,保证膜材料的纯净性和稳定性。

三、应用领域1.工业领域:中空纤维超滤膜可以应用于工业用水、纺织、食品、饮料等工业生产过程中的水处理和浓缩过程。

它可以去除水中的杂质和有机物质,提高水质和产品质量。

2.生活领域:中空纤维超滤膜可以应用于家用净水器、饮水机等设备中,提供安全的饮用水。

它可以去除水中的细菌、颗粒物质和有害物质,保障人们的生活健康。

3.医疗领域:中空纤维超滤膜可以应用于医疗用水、药水生产等领域,去除水中的微生物和有害物质,确保医疗用水的纯净性和安全性。

4.环境领域:中空纤维超滤膜可以应用于污水处理、水资源回收等环境保护领域,去除水中的有机物质和微生物,提高水质的回用率。

总结:中空纤维超滤膜是一种利用超滤技术制备的具有广泛应用价值的膜材料。

其制备过程包括原料准备、溶液配制、中空纤维制备和后处理等步骤。

该膜材料在工业、生活和环境等领域都有着重要的应用,可以提高水质和产品质量,保障人们的生活健康,促进环境保护和可持续发展。

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中空纤维超滤膜的制备一、实验概述超滤膜的工业应用十分广泛,已成为新型化工单元操作之一。

用于分离、浓缩、纯化生物制品、医药制品以及食品工业中;还用于血液处理、废水处理和超纯水制备中的终端处理装置。

在我国已成功地利用超滤膜进行了中草药的浓缩提纯。

超滤膜随着技术的进步,其筛选功能必将得到改进和加强,对人类社会的贡献也将越来越大。

例如聚砜中空纤维超滤膜,聚砜膜由于具有良好的渗透性、耐温性、耐溶剂性及良好的机械性能等优点,得到广泛的应用,小至家用净水器,大到现代工业生产,从普通民用到高新技术领域都有不同规模的应用,甚至于在环境保护方面也有极大的使用潜力,超滤是一种最有发展前途的膜法分离技术二、实验目的1.了解相转化法制备中空纤维膜的工艺过程;2.掌握制备中空纤维超滤膜的基本原理及实验操作技术3.掌握用于中空纤维膜结构调控的方法。

三、超滤膜的原理。

中空纤维膜的制备方法有:湿法、干-湿法、熔融法和干法。

本实验采用干-湿法,过程如下:首先将过滤后的由聚合物、溶剂和成孔剂组成的铸膜液用氮气将釜中料液压出,从环行喷丝头(常用喷丝头的断面结构如图1所示)的缝隙中挤出,同时将芯液注入喷丝头插入管中,经过一段空气浴后,铸膜液浸入凝固浴中发生双扩散:铸膜液中的溶剂向凝固浴扩散以及凝固浴中的凝固剂(非溶剂)向铸膜液中的细流扩散。

膜的内侧和外侧同时发生凝胶化过程,首先形成皮层,随着双扩散的进一步进行,铸膜液内部的组成不断变化,当达到临界浓度时,膜完全固化从凝固浴中沉析出来,将膜中溶剂和成孔剂萃取出,最终得到中空纤维膜。

超滤膜筛分过程,以膜两侧的压力差为驱动力,以超滤膜为过滤介质,在一定的压力下,当原液流过膜表面时,超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液,而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧,成为浓缩液,因而实现对原液的净化、分离和浓缩的目的。

每米长的超滤膜丝管壁上约有60亿个0.01微米的微孔,其孔径只允许水分子、水中的有益矿物质和微量元素通过,而最小细菌的体积都在0.02微米以上,因此细菌以及比细菌体积大得多的胶体、铁锈、悬浮物、泥沙、大分子有机物等都能被超滤膜截留下来,从而实现了净化过程。

超滤膜的超滤特性:在膜分离技术范畴内,分离精度自反渗透至微滤过滤范围的连续谱图中可见,超滤介于纳滤与微滤之间。

超滤的定义域为截留分子量500~500000左右,相应膜孔径大小的近似值为0.002μ~0.1μ。

截留分子量与膜孔径两者尚无对应关系。

简单的理解,超滤膜如同筛子,在一定压力(0.1~0.6mpa)下,允许溶剂和小于膜孔径的溶质透过,而阻止大于孔径的溶质通过,以完成溶液的净化、分离和浓缩。

四、实验仪器及原料1.膜组件管式膜组件:陶瓷管式膜组件2.设备中空纤维膜纺丝机一台(图2所示),包括如下附件:计量泵(规格为1.2 ml/r),喷丝头,氮气钢瓶等图2 干-湿法制备中空纤维膜示意图: (I) 料液釜, (II) 芯液3.原料工业级聚砜或聚醚砜;聚乙二醇(工业级,相对分子质量20000);N,N-二甲基乙酰胺(工业级);甘油(工业级)五、工艺参数釜体温度计量泵温度过滤器温度凝固浴温度60℃45℃40℃15—25℃芯液流速卷绕速度15赫兹20赫兹六、实验内容1. 准备工作:根据膜的结构要求确定膜制备工艺参数,包括聚合物浓2. 膜制备过程:适当旋松搅拌轴压盖→在溶解釜加料口加入应加溶剂的3/4 →打开总电源→开动搅拌→溶解釜开始升温→加入聚合物→加入成孔剂→加入剩余1/4溶剂→在60℃搅拌溶解8~10小时→溶解完成后关闭搅拌→静置脱泡12~20小时→脱泡完成后旋紧搅拌轴压盖→通入0.3~0.5 MPa 氮气→打开过滤器阀门(泵座在纺丝前预热0.5小时以上)→开启计量泵(鹅颈管开口向上)→待挤出物料基本没气泡时关闭计量泵→安装喷丝头→开启芯液阀门→开启计量泵→用导丝钩将初生纤维压入凝固浴槽并自另一端引出→卷绕→切割。

将切割后的中空纤维膜浸于水槽12 小时,中途换水2次,洗去溶出的成孔剂聚乙二醇;在50%的甘油中浸泡12小时,取出后晾干待用。

七、实验结果处理上图是我们纺的聚砜中空纤维超滤膜,由于机器出现故障纺的比较少,在实验室里纺的产品的水通量和截留率不是太好1.将中空纤维膜浸入甘油水溶液中的目的是什么?答:很多的中空纤维膜是疏水性的。

进入甘油水溶液是为了保持其亲水性,维持其膜通量。

说白了就是怕膜干掉,干了就不能过滤水了。

保持孔径的稳定。

2.影响膜结构的主要因素有哪些?答:压杆有长细比截面惯性矩(截面形状大小)截面材料性质(弹性模量)具体参考材料力学压杆稳定章受弯构件稳定性有平面内稳定和平面外稳定与截面性质腹板与翼缘尺寸截面类型等有关考虑结构整体稳定性设计般式取结构受力利压杆或者梁类构件进行稳定性和承载力计算当与结构整体布置支撑情况也有关整体结构平面及其竖向布置规则与否刚度变化否突变有关3. 膜组件封装过程中的需要注意哪些问题?答:要注意加垫圈,增加密封效果。

要清理掉组件中的杂质、异物。

尽量减少气泡的产生。

壳体与螺纹套之间的粘接选用法国进口胶水粘接,粘接长度加长了,连接间隙均匀一致中空纤维超滤膜性能的测试一、实验原理1.掌握简易的实验室超滤膜组件封装的操作技术;2.掌握中空纤维膜渗透通量和分离效率的测试方法。

二、实验原理膜的性能包括物理化学性能和分离透过性能。

膜的物理化学性能是指承压性、耐温性、耐酸碱性、抗氧化性、耐生物与化学侵蚀性、机械强度、膜的厚度、含水量、毒性、生物相容性、亲水性和疏水性、孔隙率、电性能、膜的形态结构以及膜的平均孔径等。

膜的分离透过特性主要是指渗透通量和分离效率。

超滤膜分离基本原理是用压力差作为推动力,利用膜孔的渗透和截留性质,使不同的组分实现分离,因此要达到良好的分离目的,要求被分离的组分间相对分子质量至少要相差一个数量级以上。

超滤膜分离的工作效率以渗透通量和分离效率作为衡量指标。

膜通量计算如下式:式中,J为膜的渗透通量(通常测试纯水通量)(L/m2h,0.1 MPa);S为中空纤维膜的有效面积(外压法为膜外表面积,内压法为膜内表面积)(m2);V为透过液体的体积(L);t为时间(h)。

组分截留率的定义如下:式中—R为截留率;C0为原溶液浓度;C1为透过液浓度。

将中空纤维膜封成膜组件后,进行中空纤维膜的通量与截留率的测试。

进料液可以从膜的内表面透过膜,也可以通过膜的外表面透过膜,因此测试水通量和截留率的方式分为内压法和外压法,如图3所示。

另一方面,根据料液在膜组件中流动方式的不同,测试水通量和截留率的方式又可以分为:错流法和死端法。

综上所述,测试中空纤维膜的水通量和截留率的方式可以分为:内压错流法、外压错流法、内压死端法和外压死端法,如图4所示。

本实验中测试中空纤维膜的通量和截留率用的都是内压错流过滤,如图4 (a)所示。

三、实验原料和设备1. 原料:(1)组装膜组件所需材料中空超滤纤维膜;塑料管;尼龙(1010)管;一次性纸杯;哥俩好胶;705胶;膜组件封装专用树脂。

(2)测试水通量和截留率所需材料碳素墨水;量筒;塑料量杯;菌种瓶。

2. 设备:防震压力表;不锈钢球形阀门;输液泵;三通;变径;PU管。

四、实验装置与流程如图5所示。

图5 中空纤维超滤膜过程流程A:磁力搅拌器(电热套) B: 进料桶 C:温度计 D:泵 E:压力表 F:膜组件G:量筒 H:阀门 I:阀门管道标号:1、2、3、4、5、6五、实验步骤1、中空纤维膜的预处理与孔径观察截取一小段膜,在光学显微镜下观察内、外表面和断面的孔结构。

2、膜组件的封装(1)剪取4-5cm的塑料管两根,用哥俩好胶将其一端粘在纸上,两根塑料管的距离10-15cm,晾干备用。

(2)取长度约30cm中空纤维膜5-10根,剪齐,在膜两端涂覆705硅橡胶进行封端,干后(约6小时)在膜两端套上尼龙管(4-5cm)。

(3)组件浇铸:将膜组件专用树脂(两组份)在一次性纸杯中按一定比例混匀,倒入(1)中的塑料管中(充满塑料管体积的2/3),然后将(2)中的尼龙管插入到塑料管中(注意:尼龙管不能插到底,膜要插到底;在操作的过程中尽量防止气泡的产生),等树脂完全固化后(约12小时),进行修整(拨去塑料管,将膜长出尼龙管的部分割去),得到实验室用简易的膜组件,并检验膜组件是否漏。

3、水通量与截留率的测试(1)水通量的测定如图5所示,用泵将纯水压送到中空纤维膜组件内,进口压力恒定为0.10MPa,经过膜分离,用量筒接取渗透液,记录一定时间内渗透过膜的水量,多余的水则回流到贮槽中。

测试三次,取其平均值。

计算得到纯水通量。

(2)用中空纤维膜组件截留碳素墨水中的碳素颗粒,截留实验用的装置和测试膜水通量的装置相同。

将一定浓度的碳素墨水(约0.4g/L)溶液作为测试的进料液,置于磁力搅拌器上不停搅拌,以保证实验过程中混合均匀。

用浊度仪测试原料液和渗透液的透光度。

(3)绘制“浊度-碳素墨水浓度”标准曲线,根据所测浊度,在标准曲线上找出浓度,计算得到截留率。

六、实验结果处理1.水通量的计算2 3 4 5 6 7 8 9 10体积ml10.30 17.00 23.36 27.48 31.59 36.03 40.02 44.06 48.09时间min孔径d=0.0735mm s=π*d*h=3.14*0.0735*350=80.78mm^2=8.08*10^-5m^t=0.402h根据数据,后七个比较稳定,则J=v/(s*t)=6*10^-3/(0.4092*8.08*10^-5)=184.72l*m^-2*h^-12.截留率的测定,过滤前浊度=98.5 过滤后浊度=2.15根据浓度-浊度的关系曲线,过滤前的浓度=0.16mg/l过滤后的浓度=408.8mg/l=1-0.16/408.8*100%=99.96%七、实验结论及感想在聚砜中空纤维超滤膜的制备与性能的测试实验中,我了解了中空纤维膜的制备方法,熟悉了实验设备,也了解到利用中空纤维膜超滤的原理,水通量和截留率测定的原理。

在做实验的时候,查了一些资料,更加明白中空纤维膜和我们的生活密密相关,例如咱们喝的水通常要就行过滤处理,就会用到该膜,而膜技术在国内已开始广泛应用,膜技术推广也已进入成熟期,采用膜技术进行污染物与水分子进行分离,可将宝贵的水资源进行二次利用,同时污染物中的贵重金属离子也可以过滤浓缩回收使用,经济效益十分可观,知名石化、羊绒制造、饮料、医药、城市污水处理等单位已大规模应用,不占地,不耗费能源,投资收益明显,前景极为广阔。

例如在发酵液除菌过滤发酵,液菌体浓缩回,用果酒、药酒、低度白酒的澄清过滤除浊,茶饮料、果饮料澄清过滤浓缩,中药提取液的分离和精制,高浓度高黏度溶液过滤,城市污水回收,住宅小区或大楼中水回用,自来水、地下水除菌除浊净化,反渗透系统的前级预处理,海水淡化前级预处理,餐饮行业自来水净化。

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