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微孔膜法油水分離表面性質(zhì)研究

導(dǎo)讀:與氣浮、離心、化學(xué)混凝等傳統(tǒng)油水分離技術(shù)相比，微孔膜技術(shù)通過(guò)油或水的選擇性滲透實(shí)現(xiàn)分離，具有操作簡(jiǎn)單、分離效率高、運(yùn)行成本低等眾多優(yōu)點(diǎn)。


返回列表 來(lái)源：未知 發(fā)布日期：2020-03-17 08:58【大 中 小】
膜是膜法油水分離過(guò)程的核心，選擇合適的膜材料（或?qū)鹘y(tǒng)膜材料進(jìn)行改性等處理）和調(diào)控膜的微觀結(jié)構(gòu)是優(yōu)化分離性能的主要手段。根據(jù)膜是否具有孔結(jié)構(gòu)可以將膜分為致密膜和微孔膜，為了降低水或油選擇性通過(guò)膜的傳質(zhì)阻力，應(yīng)用在油水分離體系中的膜通常為微孔膜。

使用微孔膜對(duì)油水混合物進(jìn)行分離的傳質(zhì)過(guò)程主要分為兩步：
①凝聚態(tài)的水相或油相（包括連續(xù)狀態(tài)和分散狀態(tài)）在滲流或布朗運(yùn)動(dòng)的作用下從混合液主體（原料側(cè)）遷移至邊界層，并與膜表面接觸；
②凝聚態(tài)的水相或油相，在表面親和性以及跨膜壓差的推動(dòng)下，滲流通過(guò)膜的孔道結(jié)構(gòu)，到達(dá)滲透?jìng)?cè)。在微孔膜法油水分離過(guò)程中，分離效果主要取決于兩方面：膜的表面性質(zhì)和微孔結(jié)構(gòu)。膜的表面性質(zhì)決定水相或油相在膜表面的潤(rùn)濕性，可以直觀地理解為親水性或者親油性，一般通過(guò)水接觸角或水下油接觸角來(lái)衡量，水相更容易在親水膜表面聚集，而油相更容易在親油膜表面聚集。

1.微孔膜表面潤(rùn)濕性
微孔膜是油水分離的核心部件，是兩相之間具有選擇透過(guò)性的中間相。由油水分離機(jī)理可知，微孔膜表面潤(rùn)濕性是影響其油水分離性能的主要因素，根據(jù)膜表面潤(rùn)濕性的不同可將其分為超親水表面（水接觸角<5°-10°）、親水表面（水接觸角<90°）、疏水表面（水接觸角>90°）、超疏水表面（水接觸角>150°）。微孔膜表面潤(rùn)濕性不但受膜表面化學(xué)組成的影響，同時(shí)膜表面的微觀結(jié)構(gòu)特別是膜表面粗糙度也會(huì)影響潤(rùn)濕效果。

2.結(jié)語(yǔ)
進(jìn)一步研究表面潤(rùn)濕性好、孔隙率高、表面粗糙度和孔徑大小可控的微孔膜仍然是未來(lái)的發(fā)展方向。微孔膜表面改性的方法很多，天津津騰發(fā)現(xiàn)本文從微孔膜改性材料和方法兩方面綜述了近年來(lái)用于油水分離的部分代表性研究。通過(guò)引入特殊性能基團(tuán)（親、疏水基團(tuán)），在微孔膜表面構(gòu)建一層新的具有特定性能（親、疏水性）的表面，提高微孔膜表面潤(rùn)濕性。通過(guò)在微孔膜表面添加納米顆粒，可以提高膜表面的粗糙程度控制微孔膜表面性能。

調(diào)控微孔膜孔隙率的大小，可以提高微孔膜的表面潤(rùn)濕性、建立更多的納米通道降低微濾膜的傳質(zhì)阻力提高滲透通量。調(diào)控微孔膜孔徑大小，可提高微孔膜對(duì)截留液的截留分離性能。這些工作在微孔膜的創(chuàng)新制備和應(yīng)用領(lǐng)用具有重要的意義。未來(lái)仍有許多問(wèn)題亟待解決。目前制備的用于油水分離的微濾膜在實(shí)驗(yàn)室的條件下分離效果尚可，但實(shí)際的油水混合物體系量大并含有大量雜質(zhì)，如何將制備的膜用于工業(yè)量產(chǎn)和面對(duì)實(shí)際油水混合物高效、高壽命的使用是一大挑戰(zhàn)。此外，通過(guò)有效方法保持微濾膜運(yùn)行時(shí)抗壓及應(yīng)用穩(wěn)定性仍需要進(jìn)一步探索。


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