利用微波场强化颗粒悬浮液膜分离过程制造技术

本发明专利技术公开了一种利用微波辐射强化颗粒悬浮液膜分离的过程，具体由以下步骤完成：（１）按所需浓度称取一定质量的二氧化钛粉体，加入蒸馏水和分散剂，分散剂浓度取０．５ｇ／Ｌ；（２）将三者搅拌均匀，并配以超声波分散，超声时间为２小时，得到二氧化钛颗粒悬浮液；（３）将混合纤维素脂微孔滤膜置入超滤杯，将上述悬浮液倒入超滤器并置于常压式微波加热系统；（４）控制微波功率１００Ｗ，辐射过滤时间２０～４０ｍｉｎ，得到相对澄清的过滤液。分散剂为十二烷基苯磺酸钠。与常规方法相比较，对于五种浓度的二氧化钛颗粒悬浮液，微波辐射均可以显著提高膜通量，从而改善膜的过滤性能，提高膜连续使用的时间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于膜分离技术，具体涉及一种用微波辐射强化颗粒悬浮液微滤过程的方法。
技术介绍
膜分离过程作为一门新的高分离、浓縮、提纯及净化技术，巳在诸多领域得到广泛 应用，并发展成为重要的产业。微滤是膜分离过程中应用最广泛的，主要用于分离流体 中微粒、细菌及其他污染物，已经广泛应用于化工、冶金、食品、医药、生化、水处理 等各个行业。在膜分离领域中膜通量随操作时间的下降限制了膜技术的进一步应用，目 前提高膜过滤的速度主要利用外加物理场电场和超声场强化分离过程。而利用微波场进 行膜分离可以通过改变膜的孔结构和表面特性来改善膜的性能，如合成新型硅酸盐膜， 其气体分离系数高于传统方法制备的膜。在膜制备过程中加入微波场，微波作用对带有 羟基的CA膜的气体分离过程是有促进作用的，而且仅是对分离过程中膜本身的性能引 起可逆性的影响。因此，目前利用微波场进行膜分离主要是在膜制备过程中和用膜分离 气体。本专利技术主要是利用微波场对颗粒悬浮液微滤过程加以辐射，维持滤膜较高的膜通量， 用以强化微滤过程和提高膜的连续使用时间。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种利用微波辐射的特性来强化颗粒悬浮液微滤过程的方法， 维持较高的膜通量，使膜的微滤性能得到改善。本专利技术以二氧化钛粉体颗粒悬浮液为实验对象，利用微波场对该颗粒悬浮液膜分离 过程进行强化，具体过程由以下步骤完成(1) 称取二氧化钛粉体，按所需要的浓度加入蒸馏水和分散剂，分散剂为十二烷 基苯磺酸钠(SDBS)，浓度为每升蒸馏水含分散剂0.5g;(2) 将二氧化钛粉体、蒸馏水、分散剂三者搅拌均匀配以超声波分散，超声时间 为2小时，得到二氧化钕颗粒悬浮液；(3) 将混合纤维素脂微孔滤膜置入超滤杯，将由步骤(2)得到的悬浮液倒入超滤 器并置于常压式微波加热系统；(4)控制微波功率100W，辐射过滤时间20 40min，得到相对澄清的过滤液。 利用微波辐射的特性能够强化颗粒悬浮液微滤过程，极性分子在2450 ± 50 MHz的 范围的电场作用下旋转，从而导致分子水平的振动、摆动和旋转，对物质产生强烈的搅 动作用。由此可以较大程度地改善膜的过滤性能，使滤膜保持较高的膜通量水平，并且 可以提高膜的连续使用时间。具体实施例方式以下通过具体实施例对本专利技术作进一步的说明。用5个实施例证实利用微波场强化 二氧化钛颗粒悬浮液膜分离的效果。实施例l:称取0.38二氧化钛粉体，取300ml蒸馏水，配制lg/L的颗粒悬浮液。 为了提高颗粒悬浮液的稳定性，在配备的流体中添加分散剂SDBS，分散剂SDBS浓度 取0.5g/L，然后将二氧化钛粉体和SDBS倒入容器中，加入量取的蒸馏水搅拌摇匀，配 以超声波作为分散手段，超声时间定为2小时。将得到的悬浮液常温保存，随后立刻进 行膜分离。量取颗粒悬浮液100 mL倒入超滤器，并将超滤器置于常压式微波加热系统， 超滤器中置有孔径为0.45Pm的混合纤维素酯微孔滤膜。设定微波功率100 W，膜分离 持续时间36 min。实施例2:工艺过程与实施例l相同实施例3:工艺过程与实施例l相同 实施例4:工艺过程与实施例l相同 实施例5:工艺过程与实施例1相同 比较例l:工艺过程与实施例l相同 温度为23°C。比较例2:工艺过程与实施例2相同温度为23'C。比较例3:工艺过程与实施例3相同温度为23°C。比较例4:工艺过程与实施例4相同 温度为23°C。比较例5:工艺过程与实施例5相同 温度为23°C。表1是5个实施例以及5个比较例(没有微波辐射的微滤工艺)过滤颗粒悬浮液实，不同之处在于颗粒悬浮液的浓度为5g/L。 ，不同之处在于颗粒悬浮液的浓度为10g/L。 ,不同之处在于颗粒悬浮液的浓度为25g/L。 ，不同之处在于颗粒悬浮液的浓度为30g/L ，不同之处在于微滤过程无微波场辐照，滤液，不同之处在于微滤过程无微波场辐照，滤液,不同之处在于微滤过程无微波场辐照，滤液，不同之处在于微滤过程无微波场辐照，滤液，不同之处在于微滤过程无微波场辐照，滤液验20min时膜通量的比较。<table>table see original document page 5</column></row><table>由实施例与比较例相比可知，微波辅助微滤颗粒悬浮液过程可以较大程度地改善膜 的微滤性能，使滤膜保持较高的膜通量水平，可以提高膜的连续使用时间。为了进一步说明微波辅助对膜分离的效果的影响，提供了此前曾实验过的3个比较 例与本专利技术实施效果的比较，如下表2所示。 <table>table see original document page 5</column></row><table>比较例l:工艺过程与实施例l相同，不同处是无微波场下的23'C常规过滤。说明了微波辅助相比常规过滤效果的显著性比较例2:工艺过程与比较例l相同，不同处是滤液温度为4(TC。 比较例3:工艺过程与比较例l相同，不同处是滤液温度为60'C。 比较例1 3说明了无微波辐射仅仅变化滤液温度，对膜通量的改善效果甚微。 通过本专利技术的实施例与比较例效果相比较，五种浓度的颗粒悬浮液对应的微波场下 的膜通量值均比常规场下的大，微波辐射对微滤颗粒悬浮液膜通量的促进作用明显。本 专利技术对现有的微波设备没有特殊的要求，操作步骤较少，流程简单可靠。权利要求1.利用微波场强化颗粒悬浮液膜分离过程，其特征在于利用微波场对颗粒悬浮液微滤过程加以辐射，选用混合纤维素脂微孔滤膜，具体过程由以下步骤完成(1)称取二氧化钛粉体，按所需要的浓度加入蒸馏水和分散剂，分散剂浓度取0.5g/L；(2)将二氧化钛粉体、蒸馏水、分散剂三者搅拌均匀配以超声波分散，超声时间为2小时，得到二氧化钛颗粒悬浮液；(3)将混合纤维素脂微孔滤膜置入超滤杯，将由步骤(2)得到的悬浮液倒入超滤器并置于常压式微波加热系统；(4)控制微波功率100W，辐射过滤时间20～40min，得到相对澄清的过滤液。2. 按照权利要求1所述的利用微波场强化颗粒悬浮液膜分离过程，其特征在于所述 分散剂为十二垸基苯磺酸钠。全文摘要本专利技术公开了一种利用微波辐射强化颗粒悬浮液膜分离的过程，具体由以下步骤完成(1)按所需浓度称取一定质量的二氧化钛粉体，加入蒸馏水和分散剂，分散剂浓度取0.5g/L；(2)将三者搅拌均匀，并配以超声波分散，超声时间为2小时，得到二氧化钛颗粒悬浮液；(3)将混合纤维素脂微孔滤膜置入超滤杯，将上述悬浮液倒入超滤器并置于常压式微波加热系统；(4)控制微波功率100W，辐射过滤时间20～40min，得到相对澄清的过滤液。分散剂为十二烷基苯磺酸钠。与常规方法相比较，对于五种浓度的二氧化钛颗粒悬浮液，微波辐射均可以显著提高膜通量，从而改善膜的过滤性能，提高膜连续使用的时间。文档编号B01D61/20GK101612525SQ20091006970公开日2009年12月30日 申请日期2009年7月13日 优先权日2009年7月13日专利技术者强 姜, 杨俊红, 邸倩倩 申请人:天津大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
利用微波场强化颗粒悬浮液膜分离过程，其特征在于利用微波场对颗粒悬浮液微滤过程加以辐射，选用混合纤维素脂微孔滤膜，具体过程由以下步骤完成：　（１）称取二氧化钛粉体，按所需要的浓度加入蒸馏水和分散剂，分散剂浓度取０．５ｇ／Ｌ；　（２ ）将二氧化钛粉体、蒸馏水、分散剂三者搅拌均匀配以超声波分散，超声时间为２小时，得到二氧化钛颗粒悬浮液；　（３）将混合纤维素脂微孔滤膜置入超滤杯，将由步骤（２）得到的悬浮液倒入超滤器并置于常压式微波加热系统；　（４）控制微波功率１ ００Ｗ，辐射过滤时间２０～４０ｍｉｎ，得到相对澄清的过滤液。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨俊红，邸倩倩，姜强，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]