專利名稱：：利用微波場強化顆粒懸浮液膜分離過程的制作方法
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)，巳在諸多領(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(xì)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，得到二氧化釹顆粒懸浮液；(3)將混合纖維素脂微孔濾膜置入超濾杯，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2040min，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。具體實施例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l:稱取0.38二氧化鈦粉體，取300ml蒸餾水，配制lg/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?dāng)嚢钃u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0.45Pm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l相同實施例3:工藝過程與實施例l相同實施例4:工藝過程與實施例l相同實施例5:工藝過程與實施例1相同比較例l:工藝過程與實施例l相同溫度為23°C。比較例2:工藝過程與實施例2相同溫度為23'C。比較例3:工藝過程與實施例3相同溫度為23°C。比較例4:工藝過程與實施例4相同溫度為23°C。比較例5:工藝過程與實施例5相同溫度為23°C。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，不同之處在于顆粒懸浮液的濃度為5g/L。，不同之處在于顆粒懸浮液的濃度為10g/L。,不同之處在于顆粒懸浮液的濃度為25g/L。，不同之處在于顆粒懸浮液的濃度為30g/L，不同之處在于微濾過程無微波場輻照，濾液，不同之處在于微濾過程無微波場輻照，濾液,不同之處在于微濾過程無微波場輻照，濾液，不同之處在于微濾過程無微波場輻照，濾液，不同之處在于微濾過程無微波場輻照，濾液驗20min時膜通量的比較。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>由實施例與比較例相比可知，微波輔助微濾顆粒懸浮液過程可以較大程度地改善膜的微濾性能，使濾膜保持較高的膜通量水平，可以提高膜的連續(xù)使用時間。為了進一步說明微波輔助對膜分離的效果的影響，提供了此前曾實驗過的3個比較例與本發(fā)明實施效果的比較，如下表2所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>比較例l:工藝過程與實施例l相同，不同處是無微波場下的23'C常規(guī)過濾。說明了微波輔助相比常規(guī)過濾效果的顯著性比較例2:工藝過程與比較例l相同，不同處是濾液溫度為4(TC。比較例3:工藝過程與比較例l相同，不同處是濾液溫度為60'C。比較例13說明了無微波輻射僅僅變化濾液溫度，對膜通量的改善效果甚微。通過本發(fā)明的實施例與比較例效果相比較，五種濃度的顆粒懸浮液對應(yīng)的微波場下的膜通量值均比常規(guī)場下的大，微波輻射對微濾顆粒懸浮液膜通量的促進作用明顯。本發(fā)明對現(xiàn)有的微波設(shè)備沒有特殊的要求，操作步驟較少，流程簡單可靠。權(quán)利要求1.利用微波場強化顆粒懸浮液膜分離過程，其特征在于利用微波場對顆粒懸浮液微濾過程加以輻射，選用混合纖維素脂微孔濾膜，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，分散劑濃度取0.5g/L；(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杯，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。2.按照權(quán)利要求1所述的利用微波場強化顆粒懸浮液膜分離過程，其特征在于所述分散劑為十二垸基苯磺酸鈉。全文摘要本發(fā)明公開了一種利用微波輻射強化顆粒懸浮液膜分離的過程，具體由以下步驟完成(1)按所需濃度稱取一定質(zhì)量的二氧化鈦粉體，加入蒸餾水和分散劑，分散劑濃度取0.5g/L；(2)將三者攪拌均勻，并配以超聲波分散，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杯，將上述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。分散劑為十二烷基苯磺酸鈉。與常規(guī)方法相比較，對于五種濃度的二氧化鈦顆粒懸浮液，微波輻射均可以顯著提高膜通量，從而改善膜的過濾性能，提高膜連續(xù)使用的時間。文檔編號B01D61/20GK101612525SQ20091006970公開日2009年12月30日申請日期2009年7月13日優(yōu)先權(quán)日2009年7月13日發(fā)明者強姜,楊俊紅,邸倩倩申請人:天津大學(xué)