华南理工大学无机膜研究室
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主要研究成果 已工业化生产的成果 已转让成果
发表论文 已完成实验室研究开发的成果 主要研究方向 主要研究领域

主要研究成果

一、膜制备

    1、无层界的梯度硅藻土膜管:管长<1m,管径1660mm,壁厚28mm,平均孔径0.2μm;
    2、梯度氧化铝膜管:管长<300m,管径1660mm,壁厚 28mm,平均孔径0.2μm;
    3、纳米硅藻土膜管:管长<300m,管径1660mm,壁厚 28mm,平均孔径50nm;
    4、金属膜管:管长<300m,管径1630mm,壁厚 2mm,孔径2-5nm。

二、膜修饰

    溶胶-凝胶法制备氧化铝、氧化钛膜,孔径23 nm

三、膜应用

    1、饮用水净化
    2、空气净化

已工业化生产的成果:

    家用净水器用梯度硅藻土膜管

 


转让成果:

    1、直饮水龙头用陶瓷滤芯(子弹头式陶瓷膜管)
    2、工业用硅藻土膜管、片
    3、大通量微滤陶瓷膜片


已完成实验室研究开发的成果:

    纳米氧化铝膜的制备
    光催化纳米氧化钛膜

 


发表论文:

    The characterization and water purification behavior of     gradient ceramic membranes.

    硅藻土梯度陶瓷微滤膜的饮用水净化

CVD法在氧化铝微滤膜上制备氧化锌抑菌膜
    
    梯度氧化铝膜对生活污水的净化处理

    用梯度氧化铝膜净化空气

    用梯度硅藻土膜分离CO2/N2混合气

室内空气净化技术

    无机纳滤膜的研究进展

    金属膜的研究进展

 


主要研究方向

    流体的微滤
    空气的净化
    陶瓷膜板框压滤机
    
光催化陶瓷膜的应用
    抑菌无机材料

主要研究领域:

一、流体的微滤

1、饮用水处理

    世界卫生组织(WHO)调查表明,人类疾病80%以上,儿童死亡50%以上与食用水水质不良有关。据国家环保局的报告指出,全国90%以上城市水域污染严重。如今我国7亿人饮用大肠杆菌含量超标的水,我国的近三亿城市居民,正面临水污染这一世界性的问题。而广大农村人口,很多人饮用的仍然是未经过处理的水。
    利用专利技术生产的硅藻土梯度陶瓷膜管大孔径小于0.4μm,平均孔径0.15μm,作为家用净水器的滤芯,已成功应用于饮用水的净化、除菌,能有效滤除水中的杂质、悬浮粒子、致病菌(大肠杆菌、霍乱菌、沙门氏菌、痢疾志贺氏菌和霉菌等)、微生物和铁锈等有害物质,获得可直接饮用的健康的纯天然净水。这种硅藻土梯度陶瓷膜净水器也可以用于部队、野外作业人员和抗病救灾,在没有电和自来水供应时,获得可直接饮用的无菌的净水。
    目前有意开发高层住宅楼、住宅小区用的全自动陶瓷膜净水设备。

2、在食品、饮料行业的应用

1)在酿酒业中的应用

    白酒除浊:在酿酒业的酒类澄清过程中,无机膜的市场很大,在清酒、黄酒、啤酒、醋的过滤等方面已有10多年的历史.在酒的过滤中,主要目标是除去酵母和菌体,尤其希望不经过预处理即可用膜进行错流过滤,这样传统工艺中的压榨、离心、硅藻土过滤等过程部分或全部取消,这将为酿酒业带来巨大的变革.
葡萄酒澄清 世界上每年大约有38亿升葡萄酒是用膜进行过滤的,主要是除去酵母和细菌.微生物的去除可以有效地降低葡萄酒中SO2的含量.0.2μm的膜不论在过滤通量上还是微生物、细菌等截留效果上均是最佳的.
    在其它酒类过滤中的应用:黄酒、药酒的传统制备工艺是以浸渍法和渗透法为主,澄清度是药酒的一项主要考核指标,也是较难解决的问题之一.采用陶瓷膜过滤既可以纯化药酒,又可以提高药酒质量,且过滤前后药酒的有效成分不会改变,陶瓷膜过滤整个系统为不锈钢,可以直接用蒸汽消毒,因此过滤的药酒除菌率可达100%.

(2)果汁的澄清净化

    在果汁澄清方面的应用是无机膜最为成功的例子之一.由于无机膜所具有的特点,可以采用蒸气对设备消毒,进行高压反向冲洗,且其抗微生物能力强,比高分子膜更适于用于果汁澄清。80年代初期,多孔陶瓷膜成功地在法国果汁业推广应用,得到的果汁品质优良,比传统的过滤加巴氏灭菌生产的果汁更具芳香味.陶瓷膜用于果汁澄清主要是除掉其中很容易引起果汁变质的细菌、果胶及粗蛋白质.传统果汁制取一般采用的是离心分离、硅藻土过滤及巴氏杀菌,尤其是巴氏杀菌损失了果汁的芳香味,鉴于陶瓷膜所具备的特点,将陶瓷微滤膜引入果汁生产,替代传统的果汁生产技术其意义是十分明显的.最具吸引力的是将原果汁经无机膜过滤后可直接装瓶,取消了果汁生产的多道工序,成本可大幅度下降,制成小型的果汁陶瓷膜过滤机在水果产地将会有很大的市场。

(3)食用醋的过滤

    制成的硅藻土梯度陶瓷膜管用于过滤老陈醋,可以除去老陈醋中的酵母、细菌和醋泥等悬浮物。在山西某老陈醋厂的实验结果表明,每1000ml原醋可滤得醋泥固体物杂质1ml,滤后的老陈醋色泽陈黑,无菌,改善了老陈醋的生物和非生物的稳定性。彻底解决了老陈醋放置后出现沉淀的问题,这样不仅简化了老陈醋生产工艺,一步就可制得无菌老陈醋,改善老陈醋的品质,精制醋的附加值大大提高,解决了老陈醋因沉淀问题而无法进入国际市场的难题。

3、啤酒过滤

    过滤是啤酒生产的重要环节,目的是除去啤酒中的酵母、蛋白质和多酚复合物等微小物质,改善啤酒的生物和非生物的稳定性。啤酒的过滤一直以来都采用硅藻土过滤。经硅藻土过滤后之啤酒称为鲜啤(酒)或生啤(酒),贮存超过一周就会发生生物混浊。
     我国啤酒厂目前多采用硅藻土为助滤剂。经分析,这些废硅藻土总有机物含量约10% -12%,其中蛋白质含量约6% ,pH值偏酸,这些废弃硅藻士多数工厂都通过下水道排人江河湖海,对环境造成更大的污染和破坏。
    随着世界啤酒产量日益增长,硅藻土资源日益枯竭,啤酒酿造行业不得不考虑另寻其他助滤剂或不使用助滤剂的滤酒方法。其中膜过滤是啤酒过滤的一个发展方向,尤其是无机膜过滤,由于其具有耐高温、耐低温、耐高压反冲和孔径分布窄等
特点,既可在低温下过滤,设备也可用蒸汽进行消毒,将无机膜分离技术用于啤酒生产,它不仅可以充分保留鲜啤酒的风味和营养,还可提高啤酒澄清度.细菌截留率接近100%,保质期可延长至20d以上.我国纯生啤酒产量很少,生产中大多还是采用硅藻土粗滤---纸板精滤---微孔有机膜过滤。用硅藻土梯度陶瓷膜管微滤取代硅藻土粗滤——纸板精滤——微孔有机膜过滤制造纯生啤酒,将会大大降低啤酒的制造成本,具有巨大的商业价值和广阔的市场前景。

4、中药提取液

    采用陶瓷微滤膜错流过滤技术澄清中药提取液,不仅技术上可行,而且具有极大的优越性。其优点在于——经该陶瓷膜过滤后的中药液汁可将细菌、微生物、微粒、亚微粒及悬浮杂质等彻底去除,同时又可以保持中药中的有效成分,渗透液质量好,可以直接灌装为成品口服液,取消了中药口服液生产过程的多道工序,适用范围广,使用寿命长。另外膜再生方便,并且可直接利用蒸汽消毒。该技术的应用前景十分广阔,对于推动我国传统医药工业的技术改革很有意义。

5、粉尘、烟尘处理

    无机陶瓷膜技术应用于烟尘处理,直接安放在烟气排放道中,可去除固体粒子99.99%以上。由于陶瓷膜有耐高温和耐腐蚀的特性,在高温烟道气和其它恶劣环境中可长期使用,再生容易,其配套设备生产工艺亦相当简单。利用陶瓷膜技术治污,可以解决很多现行手段无法解决的难题。无机陶瓷膜技术治污率高,装置费用约为传统方法的50%,节约运行费用5/6,操作、管理极为简便,无资源浪费和二次污染产生。

6 空气净化

    利用平均孔径0.15μm、最大孔径小于0.4μm的梯度陶瓷膜过滤后的空 气无菌,空气洁净度达100-1000级。膜使用寿命为2-4年。

二、大面积、大通量微滤陶瓷膜片的生产

    我们拥有一次成型生产大面积、大通量陶瓷膜片技术,拟开发其用途。

三、子弹头式陶瓷膜管的生产  

四、 光催化陶瓷膜的应用

    能生产稳定的氧化钛系列溶胶,并成功负载在市售的卫生陶瓷片上,使普通的陶瓷片具有了一层结合牢固的稳定光催化膜层,这种陶瓷膜片,具有自洁净功能,能在太阳光照射下,利用太阳光中的紫外光,将空气中的VOC降解,并有抑制细菌、微生物生长的效能。寻求有意开发自洁净功能陶瓷的厂家和企业合作。

五、抑菌无机材料

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