石墨烯又名“单层石墨片”,是指一层密集的、包裹在蜂巢晶体点阵上的碳原子,碳原子排成二维结构,与石墨的单原子层类似。石墨烯是目前发现的存在的二维自由态原子晶体,其理论比表面积高达2600m2/g,具有突出的导热性能和力学性能,因此越来越受到人们的关注。
研究者采用滴涂法,通过硅氧烷修饰,在陶瓷支撑体上制备出石墨烯-陶瓷复合膜。硅氧烷修饰后的陶瓷支撑体与氧化石墨烯粘结紧密,膜表面完整,同时膜表面具有亲水性,通过渗透气化作用,实现乙醇/水的选择性分离。
粉煤灰是火力发电厂的废弃物和副产品,对环境造成的污染十分严重。由于粉煤灰中Al2O3和SiO2含量达到了8.65%,在高温烧结后可以形成耐火度高、热膨胀系数低、化学稳定性和热稳定好的莫来石,所以粉煤灰可以制备性能优异的陶瓷膜,实现变废为宝。
研究者利用低成本固体废弃物粉煤灰和生料铝矾土为原料,采用原位烧结法在1300℃焙烧后,制备了多孔莫来石陶瓷膜支撑体,其开孔隙率高达50%,莫来石相含量高达86.75%,支撑体的机械强度高达69.87MPa。以粉煤灰为原料在堇青石管式支撑体上制备了陶瓷微滤膜,在1150℃烧结,平均孔径为5μm,孔隙率达到54%。
纳滤是一种介于超滤和反渗透之间的压力驱动的膜分离过程。其核心原件-纳滤膜材料由于具有纳米尺寸的微孔(孔径:1~2nm)且表面荷电,使得纳滤膜不仅可以截留分子量在200~1000Da的有机小分子,而且对离子具有一定的截留效应。
可根据目标产品分子量做出选择,在超滤的基础上进一步脱除小分子蛋白、多肽、二价盐等杂质,可分离单糖与多糖、单价盐与多价盐,实现传统工艺无法达到的效果。
超滤膜过滤设备和反渗透是膜分离技术的主要部分。膜分离技术是近***展起来的一项高新技术,该技术目前已在我国许多领域得到应用。超滤膜过滤设备和反渗透是在压力驱动下于膜界面实现物质分离的过程。
超滤膜过滤设备可以截留乳清废水中的大分子物质,如大豆乳清蛋白及非蛋白聚合物。反渗透可以截留大豆低聚糖和绝大部分盐类。采用超滤手段预先将乳清中的蛋白除去,再用反渗透技术提取低聚糖,这种工艺会使膜的污染机会加大,造成膜通量降低,其操作性较差。