Bài 2: Chế tạo các loại màng

Chia sẻ: Phan Thi Quyen | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:20

Thêm vào BST

Báo xấu

185
lượt xem 46
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tạo dung dịch polymer đồng thể (polymer/dung môi/tác nhân kết tủa) có độ nhớt thích hợp - Cán và kéo thành màng polymer - Hóa hơi một phần dung môi - Kết tủa polymer - Hoàn thiện bề mặt

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài 2: Chế tạo các loại màng

Kỹ Thuật Màng và Ứng Dụng Bài 2: Chế tạo các loại màng Giảng viên: Nguyễn Minh Tân Bộ môn QT-TB CN Hóa học & Thực phẩm Trường Đại học Bách khoa Hà nội Tannm-dce@mail.hut.edu.vn Chế tạo các loại màng Phân loại màng dựa vào xuất xứ và vật liệu chế tạo Màng Tổng hợp Sinh học Màng lipid Lỏng Rắn Nhũ tương Hỗ trợ Hữu cơ Đồng thể Vô cơ Polymer Kim loại, gốm Dị thể Composit 1
Chế tạo các loại màng Phân loại màng dựa vào cấu trúc Lỗ rỗng kèm theo lớp hoạt động Lỗ rỗng (dạng bọt biển) Đối xứng Bất đối xứng Chế tạo các loại màng Tiêu chí chọn lựa polymer làm vật liệu chế tạo màng - Tiêu chuẩn cấu trúc vĩ mô: - độ bền nhiệt - độ bền hóa - độ bền cơ - Tiêu chuẩn cấu trúc vi mô: - độ thấm qua đối với một chất nào đó 2
Chế tạo các loại màng Lựa chọn vật liệu chế tạo màng Chế tạo các loại màng Lựa chọn vật liệu chế tạo màng 3
Chế tạo các loại màng Tiên lượng dòng thẩm thấu qua lớp màng dày Độ thấm tương đối Khối lượng Mol Chế tạo các loại màng Tính toán dòng thẩm thấu qua lớp màng dày 4
Chế tạo các loại màng Tính toán dòng thẩm thấu qua lớp màng dày Chế tạo các loại màng Màng hữu cơ bất đối xứng Bất đối xứng tích hợp Bất đối xứng hỗn hợp Màng polymer đảo pha Màng composit (một Polymer) (nhiều Polymer) Cấu tạo các loại màng hữu cơ bất đối xứng 5
Chế tạo các loại màng Sản xuất màng đảo pha Ảnh REM của mặt cắt a) màng phẳng từ Polyamid b) màng rỗng từ Polyamid - Tạo dung dịch polymer đồng thể (polymer/dung môi/tác nhân kết tủa) có độ nhớt thích hợp - Cán và kéo thành màng polymer - Hóa hơi một phần dung môi - Kết tủa polymer - Hoàn thiện bề mặt Chế tạo các loại màng Sản xuất màng đảo pha Tấm cán (điều chỉnh Khí nóng chiều cao sấy được) Bay hơi Khí điều chỉnh Hỗn hợp đầu nhiệt độ Hỗn hợp đầu dung môi Đưa sang phần gia công màng Bể dung môi Sơ đồ nguyên lý hệ thống thiết bị sản xuất màng đảo pha liên tục 6
Chế tạo các loại màng Sản xuất màng đảo pha Polymer Vùng một pha Vùng một pha Dung dịch polymer Nhiệt độ Vùng hai pha B B’ Vùng hai pha Polymer Dung môi Dung môi Tác nhân kết tủa Thành phần a) Biểu đồ pha b) Nguyên lý quá trình tách dung dịch polymer bằng phương pháp làm lạnh Chế tạo các loại màng Các thông số ảnh hưởng đến cấu trúc và tính chất của màng đảo pha Hòa tan – khuyêch tán Polymer Nồng độ polymer Các đặc tính Cấu trúc lọc và thẩm thấu Loại dung môi Loại tác nhân kết tủa Hoàn thiện bề mặt 7
Chế tạo các loại màng Sản xuất màng đảo pha Dòng lọc Thành phần polymer Chế tạo các loại màng Sản xuất màng đảo pha Độ giữ lại Dòng lọc Nhiệt độ 8
Chế tạo các loại màng Các loại màng đảo pha của công ty Koch membrane System Lớp phụ trợ Lớp hoạt động Chế tạo các loại màng Sản xuất màng composit hữu cơ Lớp phụ trợ Lớp hoạt động mỏng (30nm) Lớp phụ trợ Lớp đế Lớp sợi Polyester Sơ đồ cấu tạo của màng composit dùng trong quá trình RO a) từ Polyamid b) từ Xenlulô Axetat 9
Chế tạo các loại màng Sản xuất màng composit hữu cơ Các phương pháp chính sản xuất màng composit -Sản xuất lớp hoạt đôgjng riêng, sau đó gắn lên trên lớp phụ trợ - Các phương pháp tích hợp: - Nhúng lớp hoạt động vào một dung dịch polymer (hoặc phun dịch polymer lên trên lớp hoạt động có sẵn), đồng thời xứ lý nhiệt, làm khô -Polymer hóa bề mặt phân chia pha -Polymer hóa bằng phương pháp plasma Chế tạo các loại màng Sản xuất màng composit hữu cơ Phương pháp nhúng Hướng kéo Lớp đế Thấm ướt Dung dịch polymer Lớp đế Màng Dung dịch Composit polymer Nguyên lý phương pháp Nhúng 10
Chế tạo các loại màng Sản xuất màng composit hữu cơ Phương pháp Polymer hóa bề mặt phân chia pha Lớp đế Lớp Gel Lớp dung dịch Lớp monomer Màng composit monomer-nước kị nước Nguyên lý phương pháp Polymer hóa bề mặt phân chia pha Chế tạo các loại màng Biến tính màng Polymer Màng trước và sau khi biến tính bằng Plasma - Biến tính hóa học - Grafting - Biến tính bằng Plasma 11
Chế tạo các loại màng Màng hữu cơ đối xứng - Sản xuất bằng phương pháp đảo pha - Tác nhân kết tủa được đưa vào cùng với khí nóng đang sấy màng vừa được cán - Grafting - Biến tính bằng Plasma -Thiêu kết bột các chất hữu cơ Chế tạo các loại màng Màng vô cơ Ưu điểm của màng vô cơ - Độ bền nhiệt, bền hóa cao - Sự lão hóa của màng thấp, vòng đời màng dài - Thuận lợi cho việc rửa màng - Đặc trưng phân tách có thể tính toán trước và điều khiển đuơcj Nhược điểm của màng vô cơ - Đòi hỏi cấu trúc riêng - Hệ số chịu nhiệt thay đổi theo thành phần hóah ọc của màng, đòi hỏi các phương pháp làm kín đặc biệt - Phương pháp chế tạo phức tạp - Chi phí lớn 12
Chế tạo các loại màng Màng vô cơ Màng có đế vô cơ rỗng đối xứng - Lớp đế được chế tạo bằng phương pháp thiêu kết bột kim loại - Lớp đế được phủ lớp hoạt động lên phía trên - Bố trí mô đun giống thiết trị truyền nhiệt ống chùm - Độ bền nhiệt, bền áp suất cao - màng vô cơ bất đói cứng Cac bon, thủy tinh Màng có đế vô cơ rỗng bất đối xứng - Lớp đế vô cơ : đùn ép bột sứ, thiêu kết - Lớp hoạt động được phủ lên trên lớp đế: dip coating, spin coating,… Chế tạo các loại màng Màng vô cơ Sản xuất cấu trúc phục trợ bằng vật liệu vô cơ Ảnh REM của màng gốm 13
Chế tạo các loại màng Màng vô cơ Sản xuất cấu trúc phục trợ bằng vật liệu vô cơ Ảnh REM của a) màng Nhôm b) màng Silic Chế tạo các loại màng Màng vô cơ Sản xuất cấu trúc phục trợ bằng vật liệu vô cơ 14
Chế tạo các loại màng Màng vô cơ Sản xuất cấu trúc phục trợ bằng vật liệu vô cơ Màng Carbon Chế tạo các loại màng Màng vô cơ Sản xuất cấu trúc phục trợ bằng vật liệu vô cơ Màng Carbon- Monolith 15
Chế tạo các loại màng Màng vô cơ Màng Zeolith Hạt xúc tác Cấu trúc bề mặt của màng gốm Chế tạo các loại màng Màng vô cơ Màng Zeolith Bề mặt màn ZSM-5 Zeolith 16
Chế tạo các loại màng Màng vô cơ Màng Zeolith Lớp hoạt động làm bằng Zeolith Chế tạo các loại màng Màng vô cơ Màng Zeolith Kết tinh Zeolith Phủ Sol-Gel thành lớp hoạt động Mẫu PV ống Tổ ong Tách khí Oxihoa, tách ống nhiều nước, ngưng tụ ngăn Nguyên lý chế tạo các loại màng “ sàng phân tử” 17
Chế tạo các loại màng Màng vô cơ Màng Zeolith Các cấu trúc của màng Zeolith Chế tạo các loại màng Màng kim loại Dung dịch vào Hấp phụ Nhả hấp phụ Hình REM của màng Palladi: lớp hoạt động Pd-Ag đặt trên lớp đế sứ 18
Chế tạo các loại màng Màng Perowthskit Mixed Ionic Electronic Conductor Áp suất cao Dẫn Electron Dẫn Ion Dòng O2 màng dẫn Ion Áp suất thấp Nguyên lý dẫn ion của màng Perowthskit Chế tạo các loại màng Màng lỏng Pha ngoài liên tục Màng lỏng Dịch vào Nước trong Pha trong Đế Nguyên lý hoạt động của màng lỏng a) không trộn lẫn b) có trộn lẫn 19
Chế tạo các loại màng Màng lỏng Hấp phụ Hấp phụ Hòa tan Màng Hòa tan lỏng Khuêch Chất tán mang A Khuyêch Phản ứng tán chất hóa học Màng mang thuận lỏng nghịch Nhả hấp Nhả hấp phụ phụ Màng lỏng a) Không chất mang b) Màng lỏng có chất mang động 20