膜分离是一种典型的多孔介质内的质量传递过程。在膜分离领域中膜通量随操作时间的下降限制了膜技术的进一步应用。为了有效的提高膜过滤的速度,人们提出并应用了诸如超声场、电场、磁场等附加场来强化膜分离过程。一些研究者也在膜制备和气体分离时发现微波的强化作用。本文在实验室原有工作的基础上,主要侧重研究微波作用下黄芪水提液和颗粒悬浮液微滤过程的传质规律与机理。主要研究内容和结果如下:1.微波场对黄芪水提液微滤过程中膜通量的影响本部分以黄芪传统回流水提液为研究对象,通过对比实验考察微波辅助和常规微滤过程中膜通量的变化。结果表明,微波状态下膜通量12 min的瞬时值为378.5 L/(m2h),而传统的为9.9 L/(m2h)。因此,微波场能够很大程度地提高膜通量,促进黄芪水提液的微滤。10℃～90℃内,温度对黄芪水提液微滤过程的影响不大。微波辐射对混合纤维塑脂微孔滤膜的结构基本不产生影响。2.微波场强化微滤过程机理的探讨为了探讨微波场强化膜分离机制,利用环境扫描电子显微镜,实验考察微波辅助和常规操作条件下滤膜表面、截面显微结构和膜污染情况。微波辅助微滤过程所得微滤膜的表面和截面截留颗粒较少,而传统过滤所得膜面沉积大量污染颗粒。因此,可以认为微波辐射对分子产生的扰动作用增强了黄芪水提液中大分子物质在膜面及支撑层多孔结构内的传递,说明微波效应对多孔介质物质传递的促进作用,减弱了膜污染。3.微波场对二氧化钛颗粒悬浮液膜分离过程的影响为了进一步探讨微波场促进膜分离过程的机制,特选用微波对之不产生降解作用的金属氧化物二氧化钛颗粒悬浮液为研究对象,通过对比实验考察微波辅助和常规微滤过程中膜通量的变化,利用激光粒度分析仪对所配制的二氧化钛悬浮液的颗粒尺度分布进行表征。结果表明,微波对二氧化钛颗粒悬浮液的过滤过程存在促进作用,并且温度对膜通量的影响不大。二氧化钛颗粒悬浮液的浓度在微波场下过滤时与传统过程相比存在不同的影响。微波场下25 g/L、30 g/L的悬浮液对应的膜通量均比10 g/L的悬浮液的膜通量大。因此,可以认为微波辐射引起强极性二氧化钛颗粒的扰动作用增强,从而提高膜通量。