Was sind die Anforderungen an das Trägermaterial in der Verbundmembran und was sind die üblicherweis

Das Trägermaterial in einer Verbundmembran muss mehrere Anforderungen erfüllen, um die Gesamtleistung und Haltbarkeit der Membran sicherzustellen. Zu diesen Anforderungen gehören:

Mechanische Festigkeit: Das Trägermaterial muss mechanisch stark genug sein, um Druck und Belastung während des Membranfiltrationsprozesses standzuhalten. Der Druck- und Belastungsbereich, dem das Trägermaterial in einer Verbundmembran standhalten kann, hängt von mehreren Faktoren ab, einschließlich der Materialeigenschaften und des Designs des Membranmoduls und die Betriebsbedingungen des Filtrationsprozesses. Typischerweise wird während des Membranfiltrationsprozesses die Beschickungslösung mit einer bestimmten Flussrate und einem bestimmten Druck durch das Membranmodul gepumpt. Der Druckabfall über der Membran erzeugt eine treibende Kraft, die es dem Permeat ermöglicht, die Membran zu passieren, während die gelösten Stoffe oder Partikel in der Zufuhrlösung zurückgehalten werden. Das Trägermaterial in der Verbundmembran muss in der Lage sein, dem durch die Zufuhr erzeugten Druck und der Belastung standzuhalten Lösung während des Filtrationsprozesses, ohne sich zu verformen oder zu reißen. Der maximal zulässige Druck und die Spannung hängen von der mechanischen Festigkeit und Stabilität des Trägermaterials ab.

Chemische Beständigkeit: Das Trägermaterial muss gegenüber der Prozessumgebung, einschließlich der Speiselösung und der Reinigungslösungen, chemisch beständig sein. Unter Berücksichtigung der chemischen Kompatibilität in der frühen Phase der Membranauswahl muss die chemische Kompatibilität der Trägermembran und der Filtermembran in der Verbundmembran berücksichtigt werden sollten gleich oder ähnlich sein, um die Gesamtleistung und Haltbarkeit der Membran zu gewährleisten. Wenn die Stützmembran und die Filtermembran eine unterschiedliche chemische Kompatibilität aufweisen, führt dies zu Abbau, Aufquellen oder anderen Veränderungen in der Membranstruktur, was die Filtrationsleistung und Lebensdauer der Membran beeinflusst. Die gleiche oder enge chemische Kompatibilität trägt dazu bei, eine ordnungsgemäße Haftung und Stabilität der Verbundmembran zu gewährleisten, und verhindert chemische Wechselwirkungen, die die Membranleistung beeinträchtigen könnten.

Die anderen drei Faktoren sind ebenfalls sehr wichtig, thermische Stabilität, geringe Foulingneigung und Kompatibilität der Materialstruktur, da das Trägermaterial die gleiche Temperatur wie die Filtermembran haben muss und dem Betriebstemperaturbereich des Membranfiltrationsprozesses standhalten kann ; das Trägermaterial Die enge Kompatibilität mit der strukturellen Ähnlichkeit des Filtermembranmaterials kann die richtige Haftung und Stabilität der Verbundmembran sicherstellen. Die geringe Foulingneigung des Trägermaterials minimiert Fouling auf der Membranoberfläche und verlängert die Lebensdauer der Membran.

Häufig verwendete Trägermaterialien für Verbundmembranen umfassen:

1. Polymermaterialien: Polymermaterialien wie Polyethylen, Polypropylen und Polytetrafluorethylen (PTFE) werden aufgrund ihrer geringen Kosten, hohen chemischen Beständigkeit und Flexibilität häufig als Trägermaterialien verwendet.

2. Keramische Materialien: Keramische Materialien, einschließlich Aluminiumoxid, Zirkonoxid und Siliziumkarbid, werden aufgrund ihrer hohen mechanischen Festigkeit, thermischen Stabilität und chemischen Beständigkeit in einigen Verbundmembranen verwendet.

Aus der obigen umfassenden Analyse ist ersichtlich, dass die Wahl des Trägermaterials in einer Verbundmembran von den spezifischen Anforderungen des Filtrationsverfahrens abhängen wird, einschließlich der chemischen und physikalischen Eigenschaften der Beschickungslösung, der Betriebsbedingungen und der gewünschten Membranleistung .

Zitat

1.Liu, C., & Huang, X. (2017). Preparation and characterization of composite membranes for water treatment: A review. Journal of Membrane Science, 527, 18-38. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2016.10.035

2.Soltani, M., & Madaeni, S. S. (2019). Composite membrane support materials for water and wastewater treatment: A review. Journal of Environmental Chemical Engineering, 7(4), 103197. https://doi.org/10.1016/j.jece.2019.103197

3.Zhang, Y., Li, J., & Chen, V. (2019). Recent developments in composite membrane supports for water and wastewater treatment: A review. Chemical Engineering Journal, 358, 1171-1188. https://doi.org/10.1016/j.cej.2018.10.067

4.Zhou, L., Li, W., Liu, X., & Li, J. (2019). Composite membrane support materials: Fabrication, characterization, and applications. Chemical Engineering Journal, 357, 778-792. https://doi.org/10.1016/j.cej.2018.09.052