超声场对钛溶胶及其材料微结构的影响

采用超声溶胶-凝胶法,以钛酸四丁酯为前驱体,乙酰丙酮为螯合剂,硝酸为催化剂,利用超声空化效应制备颗粒粒径小且分布窄的TiO_2溶胶,考察了超声时间和超声功率对TiO_2溶胶及材料的微结构性质的影响。采用流变仪、粒径分析仪、X射线衍射(XRD)、低温N_2吸附-脱附等手段对溶胶及材料进行了系统表征。结果表明,随着超声时间和超声功率的增大,溶胶粒径逐渐变小,而对溶胶的粘度影响不大,溶胶稳定性较好;且随着超声时间和超声功率的增大,制备的TiO_2材料的孔容和比表面积逐渐增加,晶粒尺寸逐渐减小,TiO_2材料主要为锐钛矿相,因此将超声溶胶-凝胶法应用于制备小孔径二氧化钛超滤膜具有良好的应用前景。     

面向过程工业的陶瓷膜制备与应用进展

陶瓷膜具有优异的化学稳定性、机械稳定性及分离性能,在过程工业中获得了成功应用,成为我国膜领域中最有国际竞争力的膜品种之一。本文基于面向应用过程的膜材料设计的理论框架,系统概述了陶瓷膜的定量制备技术、面向应用体系的陶瓷膜选择与设计方法以及膜应用过程中污染控制的研究进展,并对未来我国陶瓷膜领域的发展态势进行了分析和研讨。     

用于TS-1催化剂回收的陶瓷膜污染机理

Ceramic ultrafiltration membranes were used to separate titanium silicalite-1(TS-1) catalysts from the slurry of catalytic ammoximation of cyclohexanone to oxime.Silica was shown to have a great effect on membrane fouling in the alkaline environment of this system.In the ammoximation system,there are three main silica sources,which are residual silica on the catalyst particles surface during preparation,silica dissolved from TS-1 catalyst particles by ammonia solvent,and silica sol added into the reaction slurry to inhibit the dissolution erosion of the TS-1 catalyst.The silica dissolved by ammonia has been proved to influence membrane fouling most among the three silica sources.This was because the amount of silica dissolved by ammonia was the largest,and the polymerization of silica monomers at high concentration caused colloid particles formation,which led to a dense cake layer depositing on the membrane surface.Meanwhile,the size reduction of catalyst particles caused by alkaline dissolution also increased specific resistances of cake layers.     

ZrO2中孔膜的制备及其耐酸碱腐蚀性能

以正丙醇锆为前驱体,通过颗粒溶胶路线制备ZrO2溶胶,并以此溶胶制备出稳定的制膜液. 采用浸浆法,经过一次涂膜,在平均孔径约为70 nm的片状a-Al2O3支撑体上制备出完整无缺陷的孔径小于10 nm的中孔ZrO2陶瓷膜,详细考察了烧成温度对ZrO2粉末和ZrO2中孔膜性能的影响. 在450℃的烧成温度下制备出孔径约为7 nm的ZrO2中孔膜,该膜对PEG的截留分子量为19500,在原料液侧压力为0.76 MPa、温度(23±1)℃条件下,纯水渗透通量为30~35 L/(m2×h). 经HNO3(pH=2)和NaOH(pH=13)溶液动态腐蚀后的ZrO2中孔膜对PEG截留分子量的变化表明,所制ZrO2膜具有较高的耐酸碱腐蚀性能.     

烧结助剂对低温制备碳化硅多孔陶瓷性能的影响

分别采用十二烷基苯磺酸钠、氢氧化钠以及NaA分子筛残渣为烧结助剂,碳粉为造孔剂,干压法成型,在1150℃空气气氛下烧结制备碳化硅多孔陶瓷支撑体。考察了助剂添加量对微结构、平均孔径、孔隙率以及抗热震性等方面的影响;分析了添加助剂的低温烧成机理。研究结果表明：三种添加剂均有助于提高支撑体的气体渗透性、抗弯强度和耐热震性;添加NaA分子筛残渣助烧结剂获得的碳化硅多孔陶瓷各项性能最佳,气体渗透率为1300 m³/(m²·h·kPa),强度可达27 MPa,且抗热震性能良好。     

三维金属氧化物纳米材料的研究进展

三维金属氧化物纳米材料（3D-MONs）具有独特的连续多孔网络结构特点,不仅使其保留了金属氧化物特有的化学性质,而且表现出低密度、高比表面积、高孔隙率、低热导率等优异的物理性能,是近年来纳米材料领域一个新的研究热点。综述了3D-MONs制备方法的研究进展,重点介绍了水热合成法、溶胶-凝胶法、模板法、溶液喷射法、直接发泡法,并对其共性与差异进行了讨论;探讨了3D-MONs在污水治理、空气净化、储能、隔热领域应用的研究进展;在此基础上,提出了合成3D-MONs需要解决的问题及其应用展望。     

膜法处理焦化脱硫废液的工艺研究

将陶瓷超滤膜、纳滤和反渗透膜法相结合对焦化脱硫废液进行资源化回收利用.研究结果表明:陶瓷膜对脱硫废液中硫磺可100%的截留,渗透液澄清透明;纳滤膜可有效分离硫代硫酸铵和硫氰酸铵,对硫代硫酸铵的截留率为95%,硫氰酸铵的透过率大于100%;采用反渗透膜对硫氰酸铵溶液进行脱水浓缩,4级反渗透对硫氰酸铵的总截留率达99%,渗透出水电导率小于171μS/cm,可循环使用到纳滤透析工艺中.文章研究的膜法处理焦化脱硫废液工艺可将焦化含硫废水中有价值的硫和副盐分离提纯,创造经济价值,又可减少废水的排放,实现水循环利用,该研究为脱硫废液的资源化处理提供了一条新工艺.     

盐浓度对陶瓷膜过滤过程的影响

陶瓷膜应用过程中常涉及到合盐体系,盐浓度对过滤过程影响显著.考察不同温度下,不同浓度氯化钠水溶液的陶瓷膜过滤过程.实验结果表明,盐浓度对膜渗透通量影响明显,不同孔径的陶瓷膜过滤通量与盐浓度的变化关系相同;将氯化钠溶液黏度随温度和浓度的经验关系式引入Da:rcy方程中,计算结果表明,盐溶液的黏度是影响膜渗透通量的主要原因,计算值与实验值吻合较好,误差在10%以内.     

γ-Al_2O_3膜对单组分无机盐溶液的截留性能

采用孔径约为3 nm的γ-Al2O3中孔膜,在pH 4~10,压力0.4~1.0 MPa,对浓度范围为0.005~0.1 mol/L的四种单组份无机盐溶液(NaCl、CaCl2、Na2SO4和MgCl2)进行截留性能考察.研究结果表明:膜对离子截留率的大小取决于离子所带的电荷大小.按从大到小的顺序:MgCl2CaCl2NaClNa2SO4,膜的截留率逐渐降低.膜对离子的截留率随盐溶液浓度的增大而降低,随操作压力的升高而增大.在pH=5,压力为0.5 MPa,浓度为0.003 mol/L时,膜对Mg2+和Ca2+的截留率分别达到85%和87.4%.有希望用于水的软化过程.     

陶瓷膜脱除炼油厂焦化废水中焦粉

采用陶瓷膜分离技术脱除焦化废水中的焦粉,对不同孔径膜的处理效果进行分析,得出０．２μｍ的陶瓷膜可有效地除去废水中的焦粉;采用絮凝剂预处理废水后,１．０μｍ的氧化铝陶瓷膜也可达到脱除焦粉的目的,且过滤通量显著提高;考察了反冲过程对陶瓷膜过滤通量的影响,并对膜污染的化学清洗方法及重复性进行了实验。