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膜分散技術(shù)的研究進展！

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返回列表 來源：未知 發(fā)布日期：2020-08-24 09:03【大 中 小】
天津津騰實驗設(shè)備有限公司了解到如何改善傳質(zhì)與反應(yīng)的效果，發(fā)展新型高效的混合技術(shù)成為了研究的重點。膜材料的迅速崛起，使得膜技術(shù)日趨成熟，逐漸應(yīng)用于各領(lǐng)域中。超濾、微濾等膜分離過程的廣泛應(yīng)用使研究者充分認識到微孔膜材料的優(yōu)越性。利用微孔膜材料作為流體分散介質(zhì)來實現(xiàn)微尺度混合的膜分散技術(shù)應(yīng)運而生。天津津騰實驗設(shè)備有限公司了解到本文從闡述膜分散技術(shù)的原理及特點出發(fā)，圍繞微納米顆粒制備和多相催化反應(yīng)兩方面展開，介紹膜微孔道分散混合機理和膜分散在微納米粉體制備過程中的應(yīng)用進展，闡述膜分散強化氣液兩相流中氣泡形成及調(diào)控、傳質(zhì)特性以及膜分散在多相催化反應(yīng)過程中的研究現(xiàn)狀，分析膜分散技術(shù)在微納米顆粒制備過程中的技術(shù)優(yōu)勢以及在多相催化反應(yīng)中節(jié)約資源、提高效率方面所發(fā)揮的重要作用。

1膜分散技術(shù)的原理及特點
膜分散技術(shù)的核心是將具有縱橫交錯、互相貫通多孔通道的膜作為流體分散的媒介，通過系統(tǒng)的集成，耦合具體的化工工藝，從而實現(xiàn)流體的高效混合、傳遞和反應(yīng)。天津津騰實驗設(shè)備有限公司了解到其基本原理是待混合的兩股流體分別在膜兩側(cè)流動，分散相一側(cè)的壓力大于連續(xù)相一側(cè)的壓力，在壓力的作用下，分散相一側(cè)的流體透過膜孔，在流動相流動剪切力的作用下從膜面脫除，以小液滴/氣泡的形式分散至連續(xù)相流體中混合，繼而實現(xiàn)流體間的傳遞與反應(yīng)過程。面向應(yīng)用的需求，采用適當?shù)挠袡C或者無機膜材料，調(diào)控膜孔徑及其分布、膜孔道結(jié)構(gòu)等膜微結(jié)構(gòu)參數(shù)和膜的表面性質(zhì)，選擇適當?shù)牟僮鳁l件，如兩相流速、壓力、溫度，以及改變液相性質(zhì)，如粘度、表面張力等，可以形成微米級的小液滴/氣泡。由于流體分散尺度較小，可以提供比傳統(tǒng)過程更大的接觸面積，顯著提高相間傳質(zhì)效率，實現(xiàn)高效混合和傳遞性能。將膜分散技術(shù)與反應(yīng)器進行耦合，可實現(xiàn)連續(xù)操作，大幅降低生產(chǎn)成本。相同條件下，由于傳質(zhì)速率高，停留時間長，可有效改善反應(yīng)物的濃度及其分布，提升反應(yīng)效率，提高目的產(chǎn)物的選擇性，時空收率可高于間歇反應(yīng)器。此外，多孔膜是具有大量微孔道的材料，猶如成千上萬個微通道混合器的并聯(lián)操作，因此膜分散混合還具有處理量大、能耗小的特點。

2膜分散技術(shù)制備
微納米粉體液相沉淀法是制備微納米粉體的重要方法之一，具有反應(yīng)過程簡單、易規(guī)模放大等優(yōu)點。一般過程為反應(yīng)物之間先混合，產(chǎn)生高度過飽和狀態(tài)后，再發(fā)生成核反應(yīng)。晶核生長過程中，在范德華力、氫鍵等表面力的作用下發(fā)生團聚，從而顆粒粒徑大小及其分布表現(xiàn)各異。沉淀法制備得到的顆粒多具有一定的三維結(jié)構(gòu)，由于各晶面的生長速度難以控制，所得顆粒粒徑一般大且分布寬，限制了其工業(yè)應(yīng)用推廣。大小均一且形貌規(guī)整的單分散顆粒，將賦予材料更多獨特的性質(zhì)，從而應(yīng)用的領(lǐng)域更廣。因而，如何控制顆粒的尺寸和形貌是當前微納米材料制備研究中的熱點。以微孔膜為分散媒介構(gòu)建而成的膜分散反應(yīng)器具有混合尺度可控、混合均勻性好、傳質(zhì)速率快等優(yōu)點。采用膜分散反應(yīng)器進行微納米顆粒的制備，可以改善傳統(tǒng)沉淀法的不足。

3結(jié)語
采用膜分散技術(shù)分散液相或者氣相反應(yīng)物，可以控制液滴或者氣泡的粒徑及其分布，可控獲得具有均勻尺寸和規(guī)則形貌的單分散微納米顆粒；實現(xiàn)反應(yīng)物料之間的快速高效混合，提升多相催化反應(yīng)中反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率和目標產(chǎn)物的選擇性。盡管膜分散技術(shù)有諸多優(yōu)勢，但還有很多問題亟待深入研究。


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