Prozess der Nanofiltrationsmembrantechnologie und Charakterisierung von Nanofiltrationsmembranen (PDF)

Bachelorarbeit aus dem Jahr 2010 im Fachbereich Chemie - Materialchemie, Werkstoffchemie, Note: 1,0, Technische Universität Graz, Veranstaltung: Technische Chemie, Sprache: Deutsch, Abstract: 1. Einleitung
Membranverfahren finden heute in unterschiedlichsten Bereichen der Industrie Anwendung.
Eine Membran ist definiert als "selektive Barriere zwischen zwei Phasen".
Membranen können nach der Art ihrer Herstellung, der Porosität und dem verwendeten
Material eingeteilt werden. Daher teilt man sie grob in biologische und synthetische
Membranen ein. Der Stofftransport durch eine Membran kann aktiv oder passiv erfolgen und
durch Druck-, Konzentrations- oder Temperaturdifferenz angetrieben werden [1].
Die Nanofiltration stellt einen Teilbereich der Membrantechnik dar. Nanofiltration wird im
einfachsten Fall als "Prozess zwischen Ultrafiltration und Umkehrosmose" beschrieben [2].
Die IUPAC empfahl 1996 in der "Terminology for membranes and membrane processes" für
die Nanofiltration folgende Definition: "pressure-driven membrane-based separation process
in which particles and dissolved molecules smaller than about 2 nm are rejected". [3]
Zielsetzung dieser Arbeit ist es, einen Überblick über die gängigen Technologien und
Beispiele für Anwendungen der Nanofiltration zu geben. Ausserdem sollen einige Methoden
zur Membrancharakterisierung in Theorie und Praxis erläutert werden.
Im theoretischen Teil der Arbeit wird ein Materialienüberblick über
Nanofiltrationsmembranen gegeben, gefolgt von einem Kapitel zur Membransynthese. Im
Folgenden werden praktische Anwendungen der Nanofiltration präsentiert. Ein wichtiges
Thema in der Membranforschung ist die Leistungscharakterisierung und die
Oberflächencharakterisierung von Nanofiltrationsmembranen.
Ein praktisches Problem bei allen Filtrationsprozessen ist die Leistungsabnahme der
Membran mit der Zeit, das wird als "Fouling" bezeichnet. Optimale Fouling-Eigenschaften
werden durch spezielle Konstruktion von Membranmodulen und Auswahl geeigneter
Membranmaterialien für einen Filtrationsprozess erreicht. Nach der Membran selbst, ist das
Membranmodul in jedem Membranprozess die nächste grössere Organisationseinheit. Im
praktischen Teil der Arbeit wurde ein Membranmessstand zur Prozesssimulation gebaut, zwei
Nanofiltrationsmembranen wurden mittels Kontaktwinkelmessungen charakterisiert und
Zetapotentialmessungen der Membranoberflächen durchgeführt. Weiters wurden
elektronenmikroskopische Aufnahmen des Membranmaterials gemacht.