无机膜分离技术因其耐高温、耐腐蚀、分离效率高等特点而成为了高效绿色的分离技术,在食品、医药、化工等领域的液固、液液分离方面得到了广泛应用,特别是在高温气固分离方面具有广阔的应用前景。为了提高无机膜的分离精度,同时保证其处理通量和稳定性的要求,通常是在支撑体表面涂覆表面膜层,形成非对称的膜分离结构。在本研究中,以SiC材质的挂烛外滤式陶瓷膜管为支撑体,筛选适宜的涂层材料,开发新型的表面涂覆技术,研究优化影响涂膜的因素,考察涂膜前后的处理量、分离效率等分离性能;在涂膜材料方面,重点考察富含Al2O3,SiO2的粉煤灰,以实现涂膜后的非对称分离膜元件能对PM2.5细颗粒物的高效截留,同时实现膜层材料和涂膜工艺的多元化和技术经济竞争力。主要内容如下:1.涂膜工艺上。开发了一种简单易行的涂膜工艺及装置,能实现快速高效的表面涂膜,并且能通过调节流量、时间、涂膜次数等参数控制膜层厚度和成膜质量。根据其特点,把此新工艺命名为扬射旋涂沉积涂膜工艺。2.在膜层材料的筛选上。利用粉煤灰作为涂膜原料,首先通过以Al2O3,SiO2作为涂膜原料,并添加Ti O2作为助熔剂,按粉煤灰中Al2O3,SiO2的组成情况和助熔剂进行配料,采用新涂膜工艺进行实验,为粉煤灰作为涂膜原料做理论指导;其次以粉煤灰作为涂膜原料,进行涂膜实验。3.在膜层表征和性能检测上。通过设计并搭建相关性能检测装置,对所制备膜层进行表征和性能测试,同时,借助XRD、SEM对膜层的晶相组成和微观形貌进行分析。以粉煤灰作为涂膜原料,在最佳实验参数下,得到了膜层平均孔径为2.32μm;400Pa下通量为152.72m~3·m-2·h-1;孔隙率为35.54%;对PM2.5粉尘粒子具有99.29%以上截留率的涂膜陶瓷管;通过扫描电镜可以看到膜层具有一定的孔道。通过与未涂膜分离元件进行对比,进行涂膜,能够有效的提高了分离精度与截留率,实现分离膜元件的性能提升。本文成功开发出了新的涂膜工艺,该工艺能够实现快速高效的表面涂膜,具有易成膜、膜层均匀、操作简单等优点,实现了涂膜工艺的多元化。在涂膜原料的筛选上,成功以粉煤灰作为涂膜原料,在支撑体上制备出了对PM2.5细颗粒物具有99.29%以上截留率的膜层,拓宽了涂膜原料的选择范围,降低陶瓷膜的生产成本。