SiO2基多孔陶瓷膜支撑体的制备

以海泡石矿物为原料,通过干压成型制备了氧化硅( SiO2)基多孔陶瓷膜支撑体,研究了烧成温度对制备试样的物相组成、微观结构、平均孔径、孔隙率、纯水渗透通量和抗弯强度的影响.结果表明,经1100 ～ 1200℃保温2h烧成制备的SiO2基多孔陶瓷支撑体试样主要由石英主晶相和少量滑石晶相组成,具有良好的结构与性能,可用于SiO2复合陶瓷膜的制备.1200℃烧成制备的试样孔隙率和平均孔径分别为31.4％和1.72 μm,其水通量和抗弯强度分别可达到20.30 m3·m-2·h-1·bar-1和61.0 MPa.     

低成本大孔陶瓷膜支撑体的制备与表征(英文)

以高岭土和白云石为主要原料,通过反应烧结法制备低成本大孔陶瓷膜支撑体,对制备的支撑体进行了结构和性能表征.结果表明:在高岭土中引入质量分数为20%的白云石,可显著抑制高岭土的高温烧结;加入白云石后制备的支撑体在1 150~1 300℃保温1h后,主晶相为莫来石、堇青石和钙长石,平均孔径和抗弯强度随烧成温度升高而增大,而水通量和孔隙率降低;加入20%白云石并在1 250℃保温1 h制各的大孔支撑体的孔隙率和平均孔径分别为44.6%和4.7μm,抗弯强度和纯净水通量分别达到47.6MPa和10.76m3/(m2·h·bar).     

α-Al2O3微滤膜的改性研究

采用共沉淀法,对α-Al2O3微滤膜进行纳米ZnO和TiO2改性.结果表明:改性后微滤膜的过滤效率与未改性膜相比得到了显著地提高.在死端过滤的条件下,改性膜水通量增幅为19.4～49.6%.同时,还对纳米ZnO改性α-Al2O3微滤膜应用进行了初步研究,结果表明:在错流过滤的条件下,改性膜稳定的过滤通量为0.708 m3·m-2·h-1·bar-1,与未改性膜稳定的过滤通量相比,膜过滤通量提高180.95%.     

包覆型Al_2O_3粉体制备低温烧成多孔陶瓷膜支撑体

采用22μmα-Al2O3为骨料,0.5μmα-Al2O3为烧结助剂,一是采用简单机械混合得到上述2种氧化铝的混合粉体,二是通过粉体表面修饰的方法,将0.5μmα-Al2O3包覆在22μmα-Al2O3表面得到包覆型氧化铝粉体。采用上述2种原料,通过干压成型法制备出片状多孔支撑体,考察了不同烧成温度下2种粉体路线制备出的多孔支撑体的弯曲强度、平均孔径、孔隙率和纯水通量。结果表明:在获得相同支撑体性能的前提下,以包覆型氧化铝粉体为原料制备出的支撑体的烧成温度大大低于采用简单机械混合后粉体制备支撑体的。在1550℃的烧成温度下,包覆型氧化铝粉体制备的支撑体的机械强度为34.2MPa,孔隙率为34%,平均孔径为2.34μm,纯水通量为205m3/(m2·h·MPa)。     

造孔剂对粉煤灰基多孔陶瓷膜支撑体的性能影响

以粉煤灰为主要原料,竹炭为造孔剂,采用干压成型法制备多孔陶瓷膜支撑体。详细研究了造孔剂添加量及烧成制度对多孔陶瓷膜支撑体的性能影响。采用场发射扫描电子显微镜、压汞仪、万能材料试验机和水通量测试装置等对多孔陶瓷膜支撑性能进行表征。当造孔剂添加量为12wt.%,烧成温度为1250℃,保温时间为20 min时,可以制备出抗折强度为25.03 MPa,平均孔径为1.25μm,水通量为3104.71 L/h.m~2.bar的多孔陶瓷膜支撑体。     

α-Al_2O_3管式微滤膜的制备工艺研究

以α-A12O3微粉(平均粒径为1.5μm)、苏州土为主要原料,采用浸浆法在管状A12O3陶瓷支撑体上制备微滤膜层。探讨了分散剂的加入量对浆料稳定性的影响,考察了浆料的固含量、浸浆时间、烧成制度等与微滤膜层性能的关系。结果表明,最佳的浆料配方为α-Al2O3(1.5μm):96wt%,苏州土:4wt%,PAAS:0.25wt%,HPMC4:wt%。最佳制膜工艺条件:浆料固含量为13wt%,浸渍时间为60s,膜的烧成温度1250℃,保温2h。SEM测试显示,制备的微滤膜层厚度20￣25μm,均匀、无缺陷。     

废玻璃烧结法制备多孔玻璃

本文采用回收的废玻璃在高于玻璃化转变温度下短时间烧结制备出具有一定孔隙度和强度的过滤用多孔玻璃.废玻璃破碎成细颗粒后过筛,并在32 MPa的压力下模压成型,压坯在640℃到670℃的温度区间内烧结.实验结果表明,试样在670℃烧结30 min可以获得合适的抗弯强度(12.84 MPa)和开孔率(29.4％),此时的多孔玻璃具有明显的烧结颈,平均孔径为10 μm左右,平均氮气通量和水通量分别为13600 m3 m-2h-1bar-1和693.4 m3 m-2h-1 bar-1.     

γ-Al2O3中孔陶瓷膜的制备及表征

以粒径为0.3～0.4 μm的α-Al2O3为原料,通过悬浮液真空抽吸法,制备出平均孔径约为70 nm的完整无缺陷的片状α-Al2O3支撑体;以仲丁醇铝为前驱体,采用颗粒溶胶路线制备出稳定的Boehmite溶胶,以此溶胶采用浸浆法,在制备的α-Al2O3支撑体上制备出完整无缺陷的γ-Al2O3中孔膜,并考察了烧成温度对γ-Al2O3中孔膜性能的影响.结果表明,本文制备出的γ-Al2O3膜的孔径约为3 nm,对PEG的截留分子量为2800～5300,纯水渗透通量为11.5～25.9 L·m-2·h-1[7.6×105 Pa,(14±1)℃].说明在孔径为70 nm左右的载体上直接制备孔径为3 nm的完整的中孔膜是可行的.     

管式煤矸石—石英基陶瓷支撑体的制备研究

以石英砂和煤矸石为主要原料，采用模压成型法制备管式煤矸石—石英基陶瓷支撑体。通过XRD、SEM、三点弯曲法、压汞法、质量损失法和自制装置对陶瓷支撑体的物相组成、显微结构、抗折强度、孔径、耐酸碱腐蚀性、纯水通量等进行表征和测试。考察了原料配比、烧结温度、保温时间等因素对陶瓷支撑体性能的影响。实验结果表明：原料配比石英砂∶煤矸石∶钾长石∶羧甲基纤维素钠∶碳酸钠∶四硼酸钠=53.5∶30∶5∶5∶4∶2.5，在烧结温度850℃、保温时间30 min条件下，可制备气孔率40%、抗折强度9.17 MPa、孔径25μm、耐酸腐蚀质量损失率1.1%、耐碱腐蚀质量损失率3%、纯水通量100.7 m³·m^-2·h^-1·bar^-1的低成本管式煤矸石—石英基陶瓷支撑体。     

石英微滤陶瓷膜的制备研究

以石英砂陶瓷支撑体为基体，SiO₂粉体为固相，聚乙烯醇(PVA)为黏结剂，聚丙烯酸和丙三醇为分散相制备涂膜液，采用浸渍提拉法进行微滤膜层的涂覆制备，考察黏结剂添加量、涂膜时间、烧结温度等制备条件对石英微滤陶瓷膜性能的影响，通过孔隙率、纯水通量、SEM等方法对其进行测试和表征。结果表明：石英微滤陶瓷膜涂膜液聚乙烯醇含量为10%,涂膜时间60 s、烧结温度850℃时制备的石英微滤陶瓷膜性能较好，孔径均匀，平均孔径为1.90μm,纯水通量为9.20 m³·m^-2·h^-1·bar^-1,孔隙率为35.58%。