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膜蒸馏海水淡化用疏水性钇稳定氧化锆中空纤维膜的制备与表征
  • ISSN号:1000-324X
  • 期刊名称:《无机材料学报》
  • 时间:0
  • 分类:TQ174[化学工程—陶瓷工业;化学工程—硅酸盐工业]
  • 作者机构:[1]中国科学技术大学材料科学与工程系,中国科学院能量转换材料重点实验室,合肥230026
  • 相关基金:国家自然科学基金(50972138)
中文摘要:

采用相转化/高温烧结技术方法制备了多孔钇稳定氧化锆(YSZ)中空纤维膜,中空纤维膜的外径1.92 mm,壁厚为0.21 mm。SEM分析表明:纤维膜为典型的三明治结构,靠近膜内外表面为指状孔,中间区域为海绵状层。采用阿基米德法测得其孔隙率为54%。用泡点法测得其平均孔径为0.56 m。通过表面接枝氟硅烷将其亲水性的表面改变为疏水性。真空式膜蒸馏实验表明YSZ中空纤维膜具有优异的盐水淡化性能。当膜的外侧与温度为80℃、浓度为4wt%的循环盐水接触,膜的内侧用真空泵抽至4×103Pa时,膜的水渗透通量高达48.3 L/(m2 h),脱盐率大于99.7%。

英文摘要:

Porous yttrium-stabilized zirconia(YSZ) hollow fibers with an outer diameter of 1.92 mm,membrane thickness of 0.21 mm were prepared by a combined technique of phase inversion and sintering.The hollow fiber possessed a sandwich structure with long-finger like voids near the inner and outer walls and a thin porous sponge-like layer in the center.The porosity and average pore size of the YSZ hollow fiber were determined to be 54% and 0.56 m,respectively.The surface of the hollow fiber was converted from hydrophilic to hydrophobic by grafting with fluoroalkylsilane(FAS).The as-prepared hydrophobic YSZ hollow fiber exhibited desired water desalination performance operating in the vacuum membrane distillation(VMD).A water flux as high as 48.3 L/(m2 h) was attained with a salt rejection of over 99.7% by exposing the shell side of the fiber to an aqueous solution of 4wt% NaCl at 80℃ and vacuuming the lumen side to a pressure of 4×103 Pa.The membrane distillation performance of the hydrophobic porous YSZ hollow fiber is comparable to the best of polymer membrane,which is promising for water desalination application.

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期刊信息
  • 《无机材料学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院上海硅酸盐所
  • 主编:郭景坤
  • 地址:上海市定西路1295号
  • 邮编:200050
  • 邮箱:wjclxb@mail.sic.ac.cn
  • 电话:021-52411302
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-324X
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1363/TQ
  • 邮发代号:4-504
  • 获奖情况:
  • 获"中国百种杰出学术期刊"称号
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),瑞典开放获取期刊指南,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:21274