背景技術(shù)
陶瓷膜具有耐高溫、強(qiáng)度高、耐化學(xué)腐蝕、無生物降解、孔徑分布可控、易于再生、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛關(guān)注，在廢水和廢氣處理等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。現(xiàn)有技術(shù)陶瓷膜一般為單通道或多通道管式構(gòu)型膜，其外徑通常為3～20cm，膜的單位體積裝填密度小（<300m2/m3)，膜裝備占據(jù)空間大，分離效率低；而且，陶瓷膜一般是通過顆粒間的自由堆積而形成孔隙，孔隙率普遍較低35%)，流體滲透阻力較大，因此現(xiàn)有的陶瓷膜無法滿足大規(guī)模水處理、高溫廢氣過濾凈化等應(yīng)用中對降低膜滲透阻力、降低壓力損失(減小背壓）和有效提高過濾效率的迫切要求。為此，近年來人們進(jìn)行了大量的研究，其中以相轉(zhuǎn)化法制備的中空纖維構(gòu)型陶瓷膜（外徑小于2mm)，由于具有單位體積裝填密度大(>1000m2/m3)、制備工藝簡單、成本低等突出優(yōu)點(diǎn)而獲得了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。目前，現(xiàn)有技術(shù)相轉(zhuǎn)化法中空纖維陶瓷膜的制備一般采用水作為內(nèi)外膠凝劑，中空纖維構(gòu)型陶瓷膜通常呈典型的非對稱結(jié)構(gòu)，如圖1所示，由內(nèi)外表皮層1、內(nèi)外指狀孔層2以及中間的海綿狀層3構(gòu)成。由于層數(shù)較多、中間的海綿狀層2較厚，因此現(xiàn)有的這種結(jié)構(gòu)其跨膜流體阻力較大，加之指狀孔層2其孔形為較短的小指狀，而且內(nèi)、外表皮層致密程度相當(dāng)，使得內(nèi)表皮層也會引起部分阻力，不利于降低膜阻力，從而導(dǎo)致膜的滲透通量低，影響了膜滲透性能，不利于提高中空纖維陶瓷膜的分離效率。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種呈非對稱結(jié)構(gòu)、構(gòu)型合理的中空纖維陶瓷膜，以降低跨膜滲透阻力、提高膜滲透通量，從而有效提高膜滲透性能。
目的通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
提供的一種高滲透性中空纖維陶瓷膜，由內(nèi)向外依次由內(nèi)表皮層、指狀孔層、外部多孔層構(gòu)成。本實(shí)用新型減少了現(xiàn)有中空纖維陶瓷膜的層數(shù)，消除了現(xiàn)有技術(shù)位于中間的海綿狀層，有利于降低跨膜滲透阻力。
進(jìn)一步地，本實(shí)用新型主要由所述指狀孔層構(gòu)成，其厚度占膜壁厚度的90～95%，其孔呈膜管徑向延伸并貫穿所處層。本實(shí)用新型主要由中間較厚的指狀孔層構(gòu)成，且其孔形為較長的大指狀，有利于降低流體滲透阻力和提高滲透性。
上述方案中，本實(shí)用新型所述外部多孔層的厚度為10～30μm，內(nèi)表皮層的厚度為1～5μm。
本實(shí)用新型所述外部多孔層可以為海綿狀層。
本實(shí)用新型具有以下有益效果：
本實(shí)用新型減少了現(xiàn)有中空纖維陶瓷膜的層數(shù)，消除了現(xiàn)有技術(shù)位于中間的海綿狀層所帶來的弊端，且以位于中間的大指狀孔層為主，從根本上改變了中空纖維陶瓷膜的構(gòu)型，膜孔隙率可以達(dá)到50%以上，且內(nèi)表面孔徑和孔隙率大于外表面，更加有利于處于外表、較薄的多孔層充當(dāng)分離層，并且降低了跨膜滲透阻力、提高了膜滲透通量，有效提高了膜滲透性能。