干压成型制备氧化铝多孔支撑体影响因素的研究

氧化铝多孔支撑体是一种常用的支撑体材料,其具有耐高温、耐腐蚀、机械强度高、使用寿命长等诸多优点,广泛应用于气体和液体过滤、净化分离、化工催化等诸多领域。本文以氧化铝为骨料,加入适量的无机粘结剂,通过喷雾造粒制成原料,采用干压成型制成毛坯,最后烧制成氧化铝多孔支撑体,研究无机粘结剂加入量、成型压力及烧成温度等工艺参数对氧化铝多孔支撑体材料性能的影响。     

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。     

多孔氧化铝支撑体的制备与表征

以α-Al2O3粉末为骨料,采用塑性挤压成型技术和固态粒子烧结法制备Al2O3多孔陶瓷支撑体。研究了粘结剂和成孔剂的种类对支撑体性能的影响。研究结果表明:通过选用合适的粘结剂和成孔剂,可制得孔径分布窄、孔隙率高的支撑体。     

多孔氧化铝陶瓷膜支撑体在HNO3溶液中的静态腐蚀

研究了在温度为45~90℃、浓度为1~10 mol/L的HNO3溶液中,高铝多孔陶瓷膜支撑体的微观结构变化、质量损失率与时间的关系以及支撑体机械强度随其质量损失率的变化关系。结果表明,多孔氧化铝支撑体在酸性溶液中的腐蚀主要发生在支撑体颗粒之间的烧结颈部。建立了多孔支撑体的质量损失率与腐蚀时间的定量数学关系,并结合支撑体机械强度与其质量损失率的关系,对多孔支撑体在不同温度和浓度HNO3溶液中的使用寿命进行了预测。研究表明,多孔陶瓷膜支撑体具有优异的耐酸性能。     

多孔氧化铝支撑体制备工艺的研究

本文研究了多孔氧化铝支撑体的制备工艺对其性能的影响,发现原料粉体的粒度、物料的成型方法、坯体的干燥环境及坯体的焙烧制度对支撑体的性能有重要影响。在研究的基础上制定了本实验所采用的各种工艺条件,并由此制备出了性能优越的多孔氧化铝支撑体。     

开孔剂对多孔氧化铝支撑体的影响

研究了开孔剂对a-Al2O3多孔道氧化铝支撑体的影响,发现开孔剂的种类及质量分数对支撑体的性能有重要影响,选择合适的开孔剂种类及质量分数可使氧化铝支撑体的纯水通量提高2～3倍。     

成孔剂的量对多孔氧化铝支撑体孔结构的影响

以氧化铝为骨料,淀粉及其它有机粘结剂为成孔剂制备出管状多孔氧化铝支撑体。系统地考察了成孔剂对多孔氧化铝支撑体孔结构的影响。研究表明:当支撑体中成孔剂的质量分数 <10%时,支撑体的孔隙率稳定在35%左右。当成孔剂的质量分数在 10% ~25%之间时,支撑体的孔隙率随成孔剂量的增大而显著增加。当成孔剂的质量分数>25%时,在保证支撑体完整性的前提下,支撑体的孔隙率随成孔剂量的增大变化不大,稳定在 45%左右。成孔剂质量分数的增加会使支撑体的平均孔径增大,孔径分布变宽,平均孔径与最可几孔径的差值增大。     

活性炭掺杂对多孔氧化铝陶瓷支撑体结构及性能的影响

以平均粒径为4μm的a-Al2O3为起始原料、活性炭为成孔剂,通过干压成型法制备片状多孔Al2O3支撑体。研究了活性炭含量对多孔氧化铝支撑体结构和性能的影响。结果表明：活性炭在高温烧成过程中的氧化可显著提高支撑体的孔隙率,进而提高其渗透性能。当活性炭添加量为17％（质量分数）、烧成温度为1450℃时,支撑体的孔隙率、平均孔径、三点抗弯强度和纯水渗透通量分别达到45．8％,2．1μm,44．6MPa和88m3／（m^2·h·MPa）。经过80℃、10％NaOH溶液腐蚀20d后,支撑体的三点抗弯强度仍可以维持在23．4MPa,表明支撑体具有较好的耐碱腐蚀性能。     

多孔陶瓷膜支撑体在HNO3溶液中的腐蚀性能研究

为了考察陶瓷膜在苛刻体系中的应用性能,研究了管式多孔陶瓷膜支撑体(质量分数99%Al2O3)在硝酸溶液(温度20—90℃,浓度1—10 mol/L)中的微观结构演变、质量损失率、腐蚀掉的元素成分随时间的关系,以及支撑体的孔结构、纯水通量和机械强度随其质量损失率的变化关系。结果表明主要在支撑体颗粒间的烧结颈部发生了选择性的腐蚀,在腐蚀初期其质量损失主要是由于烧结颈部中Na,Ca,Al等元素的溶解。支撑体的耐腐蚀性能与其烧结颈部的杂质含量密切相关。多孔支撑体的机械强度随支撑体在HNO3溶液中的质量损失率增大而逐渐降低。所用的多孔陶瓷膜支撑体具有优异的耐腐蚀性能。该研究为进一步提高支撑体的耐腐蚀性能及预测陶瓷膜在酸性环境中的使用性能奠定了基础。     

具有梯度孔结构多孔陶瓷膜支撑体的制备

采用平均粒径为0.56μm的Al2O3为原料,研究了不同固相含量的Al2O3悬浮液的流变性能.在此基础上,采用含10%(质量分数,下同)Al2O3的悬浮液,通过重力沉降和真空抽吸过程,成功制备出具有梯度孔结构的片状Al2O3支撑体.对具有梯度孔结构支撑体的微观结构进行了表征,并研究了支撑体的孔隙率和渗透性能随烧成温度的...     

氧化铝陶瓷膜支撑体酸碱腐蚀性能研究

研究了在煮沸状态下,氧化铝陶瓷膜支撑体分别在20%(体积分数)H_2SO_4和10%(质量分数)NaOH中腐蚀后,质量损失和弯曲强度的损失,以及两种损失与腐蚀时间和酸碱浓度的关系,腐蚀后支撑体性能的变化,同时分析了腐蚀机理。     

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。     

氧化铝多孔支撑体制备超微分离膜实验研究

以异丙醇铝为主要原料,将原料预处理后,用溶胶-凝胶法制备氧化铝膜,在多通道管状α-氧化铝支撑体上浸涂成膜。讨论原料预处理方式对缩短溶胶合成时间和质量的影响,通过调节浆料浓度和浸涂时间,可以得到孔径大小和膜厚等膜性能指标可调控的超滤膜;选择不同凝胶干燥温度和干燥方式,利用扫描电镜观察不同干燥条件下薄膜的形貌。结果表明,得到的光滑、无裂纹薄膜在凝胶膜干燥过程中对支撑体处理、浸涂时间和黏度控制非常重要,采用水蒸气保护下分级干燥方式可以得到质量良好的凝胶膜。     

多孔阳极氧化铝膜在分离方面的研究进展

多孔阳极氧化铝膜以其独特的结构受到了人们的重视,可用其作模板来开发各种新型功能材料,也可用于研制新型超精密分离膜。用于分离的多孔阳极氧化铝膜可分为四种类型,平板膜、管式膜、带有支撑体结构的膜和化学改性的膜。本文总结了它们各自的制备方法、藉点和用途。     

无机膜陶瓷支撑体研究进展

综述了无机膜支撑体的研究和发展状况,着重介绍了陶瓷支撑体的主要制备方法:干压(半干压)成型法、注浆成型法和挤压成型法,综合评述了这些方法的优缺点和目前国内外主要研究进展.对制备过程中的主要影响因素作了初步探讨,并指出目前无机膜陶瓷支撑体的研究过程中存在的主要问题.     

多孔陶瓷膜支撑体的制备研究进展

多孔陶瓷膜支撑体是陶瓷膜制备与应用的基础.本文概述了多孔陶瓷膜支撑体主要的制备工艺及其特点;探讨了制备过程中影响多孔陶瓷膜支撑体结构及性能的因素;综述了多孔陶瓷膜支撑体研究现状,并对多孔陶瓷膜支撑体的发展趋势进行了展望.     

聚乙烯醇对氧化铝支撑体性能的影响

以α-Al2O3粉末为骨料，以聚乙烯醇（PVA）作粘接剂和成孔剂，采用塑性挤压成型技术和固态粒子烧结法制备氧化铝多孔陶瓷支撑体。研究了有机物作粘接剂的同时也作成孔剂使用时对多孔氧化铝支撑体性能的影响。研究结果表明：以有机物PVA作开孔剂以及泥料的预处理工艺可以极大地提高氧化铝支撑体的纯水通量；有机物PVA作开孔剂时其加入种类、方式和加入量对氧化铝支撑体的平均孔径及孔径分布、孔隙率、抗弯强度等性能都有影响。通过选用合适的成孔剂种类、加入方式以及加入量，可制得平均孔径1．9μLm、孔隙率45．6％、抗弯强度22．31MPa的高通量氧化铝支撑体。     

粒子烧结法制备氧化铝微滤膜

本文用粒子烧法法，制备出平均孔径０．１－０．２μｍ的管状氧化铝微滤膜，实验研究了烧结温度对膜孔径和孔径分布，孔隙率的影响，以及浸浆时间与膜厚度的关系。结果表明：提高烧地温度，平均孔径和最大孔径减小，孔隙率降低；膜厚度随着浸浆时间的平方根呈线性增加，通过多次覆盖可以有效地减少膜的缺陷。     

氧化铝无机膜的制备及热稳定性的研究

本对用溶胶凝胶法制备化铝无机膜的过程和工艺参数进行了讨论和分析,重点介绍了氧化铝无机膜热稳定性的改性方法。到目前为止,进行合适的阳离子的掺杂是提高氧化铝无机膜热稳定性的最有效的方法,中介绍了La,Si,B,PVA和Li,Na等碱金属对膜在高温下的微观结构（包括比表面积,孔径,孔径分布等）和相结构等的影响。