致密超细球形氧化铝制备性能良好的陶瓷超滤膜

热等离子体制备的超细球形氧化铝具有表面致密光滑、分散性好等特点,本工作以超细球形氧化铝为原料,通过浸渍提拉烧结法,制备了孔径分布窄、渗透通量高的陶瓷超滤膜,研究了烧结温度对陶瓷膜微孔结构的演化、孔径分布和渗透通量的影响。随后对1250℃下烧结的陶瓷膜进行了纳米硅水分散液过滤处理,采用不同堵塞模型分析了陶瓷膜过滤纳米硅水分散液的膜污染过程。结果表明,通过调节烧结温度调控陶瓷膜的微孔结构,当烧结温度为1250℃时,陶瓷膜的孔径分布较窄,孔径大小为25?65 nm,渗透通量为986.4 L/(m2?h)。超细球形氧化铝粒径分布较窄及表面致密光滑有助于1250℃下烧结形成均匀的烧结颈,提供了陶瓷膜较窄的孔径分布。对1250℃下烧结的陶瓷膜进行了纳米硅水分散液过滤处理后其浊度下降为0.231 NTU,浊度去除率达99.96%。采用不同堵塞模型分析了陶瓷膜过滤纳米硅水分散液的膜污染过程,结果表明,纳米硅水分散液的堵塞模型是滤饼过滤,属于可逆污染。     

氧化铝蜂窝陶瓷超滤膜的制备及表征

为了提高陶瓷膜的装填密度,简化制备工艺,选择装填密度高且成本低的蜂窝陶瓷为基体,纳米氧化铝分散液为涂膜液,用悬浮粒子浸涂法进行陶瓷超滤膜的制备,对无负载氧化铝膜进行TG-DSC分析显示复合膜的适宜烧结温度为500℃。通过扫描电镜观察复合膜的表面和截面形貌,膜表面基本完整,可以有效去除悬浮液中粒径大于30 nm的粒子。操作压力为0.1 MPa时,膜的纯水通量为200 L/(m~2·h),膜面积/体积比达到1 670.3,是19通道陶瓷膜的4倍多,降低了单位膜面积占用的体积。     

纳米Al_2O_3的制备及在陶瓷超滤膜制备上的应用研究

以沉淀法来制备纳米氧化铝粉体,实验考察了反应体系的浓度、pH值、反应方式、氧化铝前驱体煅烧温度、分散剂的种类及用量等因素,最终制备出了中位径为3.76 nm的抗硬团聚氧化铝粉体。以中位径为3μm和10μm的α-Al_2O_3粉体以1∶1的比例混合作为支撑体骨料,采用干压成型工艺制备出了平均孔径为0.5μm氧化铝陶瓷膜支撑体。继而以中位径为3μm的α-Al_2O_3为骨料,粘度为3000 mPa·S的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)预聚液为预混液,使用刮涂法将过渡层浆料在支撑体上进行涂膜,再经过固化、烧结,制备出了平均孔径为280 nm的过渡层。将制备的纳米氧化铝粉体作为分离层骨料,制备出了平均孔径为70 nm的非对称结构的陶瓷超滤膜。所制备的陶瓷超滤膜对湖水的UV_(254)去除率达到64.75%,对TOC去除率达到77.30%,对浊度的去除率达到99.21%。     

多孔陶瓷分离膜支撑体的制备研究

采用氧化铝为主要原料制备出多孔陶瓷分离膜支撑体,对原料粉体做了TG/DSC曲线分析,研究了支撑体的烧结温度对收缩率的影响及烧结温度、保温时间和原料粉体粒径对孔结构、孔径的影响,造孔剂用量对孔隙率的影响。结果表明：在烧结温度为1200℃,保温时间4h,控制造孔剂用量大于20%时,制备出孔径分布均匀,孔隙率大于50%,符合透水要求的多孔陶瓷分离膜支撑体。     

以TiAl金属间化合物为支撑体的多孔Ni膜的制备

为了克服传统有机膜与陶瓷膜的一些不足之处,以TiA l金属间化合物为支撑体,用悬浮粒子烧结法在孔径为10.6μm的片状支撑体上制备多孔金属N i膜。考察了浸浆时间、烧结温度等工艺参数对膜表面形貌和孔径大小、分布等膜性能的影响。结果表明,合适的制膜条件是:浸浆时间为60 s,烧结温度为500℃。得到了孔径分布比较窄而且表面比较平整的微滤膜,其平均孔径为0.83μm,膜厚约为30μm。     

非对称氧化铝陶瓷超滤膜的研制及性能测试

采用固体颗粒烧结法制作膜载体,溶胶-凝胶法制备α-Al2O3薄膜,制作了非对称氧化铝复合陶瓷超滤膜。密度为2.703g/cm3,孔隙率为23.51%。用铬黑T、甲基橙等作为探针分子,对制作的超滤膜孔径进行了测定,结果表明,本超滤膜截留相对分子质量在327～417,即膜孔径约为2nm。透水率为2000～3450mL/m2·h。     

正交实验法优选管式氧化铝陶瓷膜过渡层配方

采用固态粒子烧结法制备氧化铝管式陶瓷膜中的过渡层,以正交实验法系统研究过渡层配方的三种原料:三氧化二铝(Al2O3),聚乙烯醇(PVA),烧结助剂二氧化锆(ZrO2)各自质量分数以及涂膜次数对氧化铝陶瓷膜过渡层料液通量的影响.最终得出最佳工艺配方组合:ω(Al2O3)=23%,ω(ZrO2)=12%,ω(PVA)=4%,涂膜2次.并结合压汞法得出的孔径分布图和孔隙率推论:膜层孔径分布越窄,孔隙率越大,则膜通量越大.     

高度有序多孔阳极氧化铝制备工艺的研究

影响多孔阳极氧化铝(porous anodica lumina,PAA)形貌及结构等的因素有很多,如抛光铝片的表面粗糙度、电解液温度、氧化电压、氧化时间、搅拌速率等。本文采用二次阳极氧化法,以草酸为电解液,研究了高度有序AAO模板制备过程的主要工艺条件,并采用扫描电子显微镜对模板的形貌进行表征。结果表明,在电解液温度为12℃,氧化电压为40V能够得到高度有序的、孔径为80nm左右的多孔阳极氧化铝膜。     

氧化铝超滤膜的制备及性能研究

以无机铝盐和氨水为原料,以多通道氧化铝陶瓷为支撑体,采用溶胶 凝胶法制备无缺陷的氧化铝超滤膜。通过自制的实验装置,对所制得的氧化铝超滤膜进行了纯水渗透率、平均孔径、孔径分布和聚乙二醇的截留率 分子量的关系的测试,并用扫描电镜观察了氧化铝超滤膜的表面形貌。结果表明:二次超滤膜的纯水渗透率为1.21m3/m2·h·MPa,平均孔径为11.1nm,聚乙二醇20000的截留率达到92.8%。     

高精度陶瓷平板分离膜的制备及性能研究

本文以喷涂过渡层的氧化铝板为膜板支撑体,在其上采用动态喷涂法制备分离膜层。通过SEM,孔径分析等手段对所得样品进行表征。探究不同烧成温度,喷涂增重,膜浆固含对陶瓷膜孔径,形貌,膜厚的影响,得出最佳的陶瓷平板膜制备条件。结果表明：当烧成温度为1060℃,氧化铝膜浆固含为35%,焙烧后喷涂增重在0.4%~0.6%之间时,膜厚与膜形貌达到最优。陶瓷平板膜的孔径在90nm左右,水通量在0.3MMH。     

多孔氧化铝陶瓷膜支撑体的制备与表征

以粒径为0.5μm的超细氧化铝粉为原料,加入成孔剂和粘接剂,经干压成型及高温烧结制备出多孔氧化铝陶瓷膜支撑体。制备过程中,以纯水通量为实验指标进行正交试验,分别研究烧结温度、粘结剂含量、成型压力以及聚乙烯醇(PVA)浓度对膜性能的影响程度,并确定制备氧化铝支撑体的最佳工艺条件。使用扫描电镜(SEM)和聚乙二醇(PEG)截留实验对支撑体的微观结构和性能进行表征。实验结果表明:烧结温度和粘接剂含量对支撑体的纯水通量影响高度显著,成型压力和PVA浓度几乎无影响;加入1.75%(w)的粘接剂,80mg/mlPVA溶液2ml,采用9MPa的成型压力和1535℃的烧结温度制备的氧化铝超滤膜支撑体的纯水通量为60kg/(m2h),截留分子量(MWCO)为8 500。     

氧化铝多孔支撑体的制备工艺

叙述了用挤出成型法制备无机膜支撑体的工艺,研究了原料粒径、成孔剂用量和烧结温度对所制得多孔氧化铝支撑体性能的影响。研究结果表明,用粒径小于10μm的-αA l2O3粉体,以7%碳粉为成孔剂,烧结温度为1300℃,可以成功制得孔径分布较窄、平均孔径为2.1μm、孔隙率为48.9%的多通道无机膜支撑体。     

微孔SiO_2膜在水蒸气条件下的稳定性能

以正硅酸乙酯为前驱体,通过聚合溶胶路线制备出稳定的SiO2溶胶和制膜液,采用浸浆法,经过一次涂膜,在平均孔径约为3nm的γ-Al2O3中孔膜上制备出完整无缺陷的SiO2微孔膜,考察了烧成温度对SiO2粉末和SiO2微孔膜气体渗透性能的影响.结果表明,在400～800℃焙烧温度下制备的SiO2膜在200℃及0.3MPa条件下对He的渗透通量为(7.29～12.7)×10-7mol/(m2·s·Pa),600℃下烧成的膜的理想分离因子分别为98(He/CO2),49(He/O2),64(He/N2),79(He/CH4)和91(He/SF6),具有分子筛分效应.微孔SiO2膜在水蒸气条件下的稳定性能取决于膜的烧成温度,400,600和800℃烧成的膜的水蒸气稳定压力分别为8,200和200kPa.     

原位反应合成多孔莫来石质支撑体及其显微结构

采用粉煤灰、烧铝矾七和球黏土为原料,通过原位反应烧结合成球形多孔莫来石质支撑体.考察了烧结温度对多孔莫来石质支撑体相转变、晶粒尺寸、孔径分布和气孔率的影响,并对其莫来石化的机理进行了探讨.研究表明:在1 300℃烧结温度下,二次莫来石在硅铝酸盐液相中通过溶解-沉淀机制开始成核,并于1 400℃烧结发育成针状的晶粒;当烧结温度升至1 500℃时,溶解在液相中的莫来石进行结构调整和生长,并最终在1 550℃发生原位反应并形成刚性交错网络结构的柱状莫来石.在低温(<1 400℃)烧结阶段,二次莫来石的成核和生长引起体积膨胀,导致气孔率随温度的升高而增大;在高温(≥1 500℃)烧结阶段,大量玻璃相的存在使液相烧结占主导,气孔率因体积收缩呈下降趋势.支撑体的平均孔径随烧结温度的升高而增大,其原因是在高温烧结时莫来石生长消耗过多的SiO2使大量微孔联接形成大孔.     

硅溶胶包覆氧化铝陶瓷的抗热震性能研究

通过对表面包覆10 wt%硅溶胶的氧化铝粉体在不同温度下进行煅烧,并以不同温度煅烧后的粉体为原料制备陶瓷,探讨了硅溶胶包覆对氧化铝陶瓷烧结性能、力学性能以及抗热震性能的影响规律。结果发现,硅溶胶在氧化铝粉体颗粒表面形成良好包覆,这种完整包覆可以维持在900℃不发生变化;当煅烧温度超过1000℃时,部分硅溶胶从氧化铝表面剥落,形成细小颗粒填充在氧化铝粉体颗粒间的间隙,有效促进了陶瓷饱和体积密度的提高,从而使得陶瓷具有良好的抗弯强度,但其抗热震性能较差;当粉体的煅烧温度较低时,将获得多孔的陶瓷结构,可以有效提高陶瓷的抗热震性能,700℃煅烧过的粉体制成陶瓷,可以经受1200℃的热震11次。     

载银硅藻土膜处理含氨废水的研究

将硅藻土与硝酸银混合,当烧结温度超过450℃后,可制得栽银硅藻土。用制得的栽银硅藻土烧结成膜,采用电镜等分析手段观察膜材料的微孔结构。研究表明,当粘结剂加入量为1％。2％、烧结温度在900℃时,可以获得较大孔径的无机膜。试验证明,自制的6种栽银硅藻土无机膜对含氨废水有较好的分离效果,都达到了64％以上。     

湿化学法制备多通道ZrO_2超滤膜

采用孔径为200 nm的多通道ZrO2膜为底膜,利用湿化学法制备小孔径ZrO2超滤膜。结合N2吸附-脱附法和X线衍射分析,考察烧结温度对膜结构的影响,确定合适的烧结温度。通过扫描电镜(SEM)表征膜形貌,采用错流过滤考察膜的渗透和分离性能。结果表明:烧结温度为600℃时可以制备完整无缺陷的ZrO2超滤膜,所制备的超滤膜具有高纯水通量,截留相对分子质量(MWCO)为20 000,对相对分子质量为43 000卵清蛋白的截留率达到95%。     

烧结工艺对石英质多孔陶瓷性能的影响

以石英砂为主要原料,采用液相烧结法,经半干压成型制备石英质多孔陶瓷.采用SEM对多孔陶瓷的显微结构进行表征.探讨了烧结温度、保温时间对多孔陶瓷孔隙率及断裂强度的影响.结果表明:随着烧结温度升高,保温时间延长,石英质多孔陶瓷的孔隙率下降、断裂强度不断增大;最佳烧结温度为1250℃,最佳保温时间为30 min.在最佳烧结工艺条件下,制备得到高孔隙率陶瓷,孔结构单一且孔径分布较窄,平均孔径大约为12.41μm.     

多孔硅支撑磷脂双层膜的制备与表征

制备了一种以多孔硅为基底的新型支撑磷脂双层膜,多孔硅具有良好的光反射干涉性能,在多孔硅表面构筑磷脂双分子层膜有望形成一类新型的生物传感器.通过电化学刻蚀法制备了孔径为35～45 nm,孔道深度约为15μm的多孔硅,并用电子显微镜观测了其孔道结构,经原子力显微镜检测,其表面均方根粗糙度(RMSR)仅为0.64nm.用挤出...     

不同铝源对SiC/堇青石复相多孔陶瓷的制备及性能影响

以碳化硅、氮化铝、层析氧化铝、氢氧化铝、氟化铝、滑石为主要原料,石墨为造孔剂通过原位反应烧结技术制备碳化硅/堇青石复相多孔陶瓷.研究了含铝化合物种类、烧结温度、石墨含量对SiC/堇青石复相多孔陶瓷相组成、微观结构、气孔率和抗折强度的影响,同时对S0组在1200℃烧结温度下制得的SiC/堇青石复合多孔陶瓷的孔径分布进行了测试分析.结果表明:以AlN为铝源在1200℃下烧结,石墨含量在15％时,堇青石结合SiC多孔陶瓷的抗弯强度和气孔率两项综合性能达到最优,气孔率为31.99％,相应的弯曲强度86.20 MPa.S0组的平均孔径大小在3.0191 μm.