ZrO2-TiO2复合纳滤膜在模拟放射性废水中的应用

核工业、核研究及医疗等过程会产生大量的放射性废水,会对环境和生物体造成严重伤害,必须经过合适的处理后才能排放。采用高性能陶瓷纳滤膜处理模拟放射性废水,考察了跨膜压差、pH和离子浓度等操作参数对Co²⁺和Sr²⁺截留性能的影响,并对操作参数进行了优化。所用陶瓷纳滤膜材料为ZrO₂-TiO₂复合材料,截留分子量为500,纯水渗透率为270 L·m^-2·h^-1·MPa^-1。研究表明,陶瓷纳滤膜对Co²⁺和Sr²⁺两种离子的截留率随着跨膜压差的升高而增大,膜的渗透通量随着跨膜压差的增大呈线性增加。pH变化时,截留率在一定pH范围内先降低后升高,在等电点（pH=7）附近达到最小值;pH=3的情况下,两种离子的截留率均达到最高,Co²⁺和Sr²⁺的截留率均在99%以上,而纳滤膜渗透通量保持稳定。离子截留率和渗透通量均随进料浓度的增大而减小,在2000 min的连续循环操作过程中,陶瓷纳滤膜材料的渗透通量及其对Co²⁺和Sr²⁺的截留率均维持在较高水平。陶瓷纳滤膜在放射性废水处理方面展现出了良好的应用前景。     

ZrO2-TiO2复合粉末的纳米结构及发光性质

采用溶胶-凝胶方法制备了ZrO2-TiO2纳米复合粉末,通过对干凝胶粉的DTA/TG热分析以及粉末样品的X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)结构表征发现,随着ZrO2含量的增强,550℃热处理的粉末样品晶粒尺寸由14nm左右减小为2～4nm,主晶相由锐钛矿相转化为ZrTiO4相;并且在650℃较低温度下即可获得ZrTiO4纳米晶.粉末的发光性质研究表明,与纯TiO2相比,引入Zr4+的复合粉末其发射光谱发生了8nm的红移;其中0.4ZrO2-O.6TiO2样品发光强度最大,约为纯TiO2粉末的2.4倍.     

Al2O3-SiO2-ZrO2-TiO2溶胶的制备与研究复合

以硝酸铝、正硅酸乙酯、氧氯化锆、钛酸丁酯为前驱体，水和无水乙醇为溶剂，用溶胶-凝胶法制备适合涂膜的复合溶胶。     

ZrO2/SiO2复合溶胶稳定性的实验研究

以硅酸乙酯和氧氯化锆为先驱体，制备了ZrO2／SiO2复合溶胶，重点考察了ZrO2的摩尔含量、添加剂DMF和TEABr、陈化温度对ZrO2／SiO2复合溶胶稳定性的影响。结果表明：氧氯化锆的存在不利于ZrO2／SiO2复合溶胶的稳定，且随着氧氯化锆摩尔百分含量的增加，溶胶易于凝胶；随着陈化温度的升高，凝胶时间变短；DMF能明显延长ZrO2／SiO2复合溶胶的凝胶时间；当0．4〈n（TEABr）／n（TEOS）〈1时，TEABr能提高溶胶的稳定性。     

陶瓷纳滤膜制备与应用研究进展

陶瓷纳滤膜以其优良的热稳定性、化学稳定性和机械强度等特性,在涉及高温、酸碱、有机溶剂等苛刻环境的过程工业领域具有广阔的应用前景。因此,陶瓷纳滤膜材料的制备研究已引起众多科研工作者的关注。本文综述了陶瓷纳滤膜在制备及应用方面的研究进展,着重介绍了溶胶-凝胶法、化学气相沉积法、原子层沉积法及表面接枝等陶瓷纳滤膜制备方法。溶胶-凝胶法反应温度低、操作过程相对简单且精确可控,是目前国内外陶瓷纳滤膜制备的常用方法;化学气相沉积法及原子层沉积法则需借助气相化学反应在多孔基底表面进行材料沉积,从而修复缺陷,减小平均孔经;表面接枝技术可改变陶瓷膜表面亲疏水性,同时将陶瓷基膜孔径减小至纳滤范围。此外简单介绍了陶瓷纳滤膜的应用,并对未来陶瓷纳滤膜研究方向提出了建议,指出陶瓷纳滤膜微结构参数与分离性能之间的关系建立,以及探讨陶瓷纳滤膜在溶剂体系中的分离机理将成为今后一段时间内的研究热点。     

纳滤膜对PPCPs的截留机理研究

选用NF-C和NF-75两种纳滤膜对药物及个人护理品（PPCPs）进行纳滤实验,考察纳滤膜对PPCPs的截留机理。结果表明：纳滤膜去除PPCPs是由筛分作用、静电作用和吸附作用共同决定的。当PPCPs为非解离亲水性物质时,纳滤膜对PPCPs的去除机理主要为筛分作用;当PPCPs为非解离疏水性物质时,纳滤膜对PPCPs的去除机理为吸附作用。当PPCPs为可解离性物质时,纳滤膜对PPCPs的静电作用随着pH的升高而逐渐增强,纳滤膜的截留率逐渐升高。     

无机盐溶胶-凝胶工艺合成ZrO2纳米粉体及其表征

以ZrO(NO3)2·2H2O为原料,采用溶胶-凝胶工艺,在乙醇-水混合体系中合成ZrO2超微颗粒.考察溶液浓度、醇-水比例、反应温度对溶胶-凝胶过程和粉体性能的影响.研究发现,通过适当配置工艺参数,可以获得粒度分布均匀的ZrO2超微粉体.与现有方法相比,该方法原料廉价、工艺简单,有利于材料的规模生产此外该工艺合成的纯组分ZrO2干凝胶表现出特殊的晶化行为,结晶时首先析出四方相,而且600℃热处理粉体的XRD谱线仍然主要显示四方ZrO2的特征.初步分析其原因在于组成ZrO2颗粒的纳米晶粒之间形成硬团聚结构,限制了ZrO2 t→m相变的体积膨胀,从而阻止了t→m相变的发生.     

Ti/Zr复合纳滤膜的制备及其性能

通过聚合溶胶路线制备出稳定的Ti/Zr(摩尔比=1:1)复合溶胶。采用浸浆法,在平均孔径为5～6 nm的片状a-Al₂O₃/g-Al₂O₃载体上制备出完整无缺陷的Ti/Zr复合纳滤膜。详细考察了焙烧温度对Ti/Zr粉体的影响,并考察了Ti/Zr复合纳滤膜的性能。结果表明:在较高烧成温度下(500℃),Ti/Zr粉体依然呈无定形态且保持微孔结构。在400℃烧成温度下制备出孔径为1.49 nm的Ti/Zr复合纳滤膜,该膜的截留分子量(MWCO)为880,纯水通量为4.3 L·m^-2·h^-1·MPa^-1。在pH=6,压力0.8 MPa的条件下,该膜对0.005 mol·L^-1的MgCl₂、CaCl₂的截留率分别为85%和78%。     

国产纳滤膜脱除硝酸盐的试验研究

采用国产纳滤膜脱除水环境中的硝酸根离子,研究进液浓度、浓水流量、压力、温度等对纳滤膜的截留性能和通量的影响。结果表明,压力的升高有利于提高纳滤膜的截留率和产水通量,最佳压力为0.7 MPa,此时截留率和产水通量可达75.0%和153.7 L/(m²·h);适当的提升进水温度可以提高纳滤过程的截留率,最佳进水温度为39.3℃;进料浓度对截留过程有着显著的影响,进料浓度越低,纳滤膜的截留效果越好。     

国产纳滤膜脱除硝酸盐的试验研究

采用国产纳滤膜脱除水环境中的硝酸根离子,研究进液浓度、浓水流量、压力、温度等对纳滤膜的截留性能和通量的影响.结果 表明,压力的升高有利于提高纳滤膜的截留率和产水通量,最佳压力为0.7 MPa,此时截留率和产水通量可达75.0％和153.7 L/(m2·h);适当的提升进水温度可以提高纳滤过程的截留率,最佳进水温度为39...     

SO4^2-6/ZrO2-TiO2催化合成乙酸环乙酯

研究了SO4^2-/ZrO2-TiO2催化乙酸与环己醇的酯化反应,考察了醇酸物质的量比、催化剂用量、反应时间和带水剂用量等因素对酯化率的影响。结果表明,乙酸用量0.5mol,醇酸物质的量比1.2,SO4^2-/ZrO2-TiO2用量5%,带水剂环己烷2.50mL。回流反应60min后酯化率可达96.4%,催化剂重复使用5次仍保持较高活性。     

双模板作用下3DOM ZnO/ZrO2-TiO2（P123）的制备及表征

同时在聚苯乙烯(PS)微球和三嵌段共聚物EO20PO70EO20(P123)双模板剂作用下,经溶胶-凝胶及煅烧后处理的方法制备了三维有序大孔(3DOM)复合材料ZnO/ZrO2-TiO2(P123)。通过X射线衍射(XRD)、傅里叶-红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜配合X射线能量色散谱仪(SEM-EDS)和N2吸附-脱附测定等测试手段对其元素组成、晶型结构、表面形貌以及表面物理化学性质等进行了表征。结果显示,经PS微球和P123双模板处理后的复合材料3DOM ZnO/ZrO2-TiO2(P123)主要晶型结构为锐钛矿,同时,三维空间的大孔结构排列规则、整齐而有序,其大孔平均直径约为100 nm,且复合材料的BET比表面积高达202.8 m2/g,大孔孔壁的介孔孔径分布也更加均一。     

固体超强酸SO42-/ZrO2-TiO2催化剂的研制及其催化合成草莓酸酯的研究

选用SO4 2 -/MxOy 型固体超强酸催化草莓酸的酯化反应 ,筛选出催化剂SO4 2 -/ZrO2 -TiO2 ,制备该催化剂的最优条件为 :钛锆物质的量比为 4∶1,氨水调节pH值 8～ 9,用浓度为 0 5mol/L硫酸浸渍 ,马弗炉 5 5 0℃焙烧 3h ;使用该催化剂合成草莓酸酯的最优酯化条件为 :催化剂用量 3g/mol,酯化时间 3h ,其催化合成草莓酸戊酯产率可达 90 8%。     

Sorption studies of microporous sol-gel modified ceramic membranes

Sorption experiments with H₂, CO₂, CH₄ and iso-C₄H₁₀ were performed on microporous SiO₂ and SiO₂/TiO₂ (30 mol% TiO₂) non-supported membrane top-layers using volumetric and gravimetric techniques. For silica, the sorption capacity decreases in the order CO₂>iso-C₄H₁₀>CH₄>H₂ at temperatures <373 K. The isosteric heat of adsorption q ^st is 23, 24, 10 and 6 kJ·mol^–1 for respectively CO₂, iso-C₄H₁₀, CH₄ and H₂. The sub-atmospheric adsorption isotherms are of Henry-type for temperatures equal and higher than 348 K for CO₂, temperatures higher than 373 K for iso-C₄H₁₀, temperatures equal and higher than 194 K for H₂ and for temperatures equal and higher than 273 K for CH₄.The sorption capacity for the SiO ₂/TiO ₂ sample was only slightly lower than for silica, as may be expected due to the lower porosity.     

sol-gel法制备CeO2-TiO2/凹凸棒石复合材料的催化性能

以凹凸棒石(ATP)为载体,Ce(NO₃)₃·6H₂O和Ti(OBu)₄为原料,冰醋酸为抑制剂,采用溶胶-凝胶法制备CeO₂-TiO₂/ATP纳米复合材料。利用TG-DSC、TEM、XRD和N₂吸附/脱附仪对复合材料进行表征,考察铈钛摩尔比对所制备样品催化降解罗丹明B溶液性能的影响。结果表明,当Ce/Ti≥5/5时,具有立方萤石结构的氧化物颗粒以固溶体形式均匀分布在ATP表面,颗粒尺寸约5~10 nm;随Ti⁴⁺的进一步增加,样品中的CeO₂结晶不完全;当Ce/Ti<3/7时,样品中出现锐钛矿型TiO₂的分离相。适量的Ti⁴⁺掺杂能促进CeO₂产生较多的结构缺陷,有利于增加晶格氧空位的浓度,提高样品的催化活性。对罗丹明B的催化降解实验表明,当Ce/Ti=5/5时,样品的催化性能较好,对罗丹明B溶液的化学需氧量(COD)去除率可达96%以上。     

S2O82-/ZrO2-TiO2 固体超强酸催化剂的制备及其酯化性能

利用共沉淀和低温陈化法制备S₂O₈^2-/ZrO₂-TiO₂ 固体超强酸作为合成硬脂酸正丁酯的催化剂。通过XRD、FT-IR和SEM对催化剂进行表征, 考察n(Zr)∶n(Ti)、焙烧温度、浸渍液浓度和浸渍时间对催化剂催化活性的影响,以酯化合成硬脂酸正丁酯实验为探针,同时考察反应温度和n(硬脂酸)∶n(正丁醇)对酯化率的影响。结果表明,在n(Zr)∶n(Ti)=2∶2、浸渍液(NH₄)₂ S₂O₈浓度0.5 mol·L^-1、浸渍时间6 h、焙烧温度500 ℃、n(硬脂酸)∶n(正丁醇)=1∶3、催化剂用量0.2 g、反应温度120 ℃和反应时间3 h条件下,酯化率可达98.69%。     

Sol-Gel法制备Al2O3-SiO2-TiO2-ZrO2复合陶瓷膜的研究

将Sol-Gel法应用于无机膜的制备,成功的研制出一种新型的膜面平整、膜厚均匀且无宏观缺陷的Al2O3-SiO2-TiO2-ZrO2复合陶瓷膜,复合膜含有γ-Al2O3、SiO2、TiO2、ZrO2和Al2SiO5等晶相,改变体系组成含量,晶相组成和含量随之变化,从而引起膜的显微结构的变化。利用XRD、SEM、AFM、EPMA等测试手段重点研究了膜的表面形貌和显微结构,并分析了添加剂、热处理方式等对膜的表面形貌和显微结构影响。     

S_2O_8~(2-)/ZrO_2-Al_2O_3-TiO_2固体超强酸的制备及催化活性研究

本文采用单因素实验法,研究了固体超强酸催化剂S2O82-/ZrO2-Al2O3-TiO2的制备工艺。结果表明,S2O28-/ZrO2-Al2O3-TiO2的最佳制备条件为:n(Zr)∶n(Al)∶n(Ti)=1∶3∶1,(NH4)2S2O8浸渍液浓度0.5mo.lL-1,浸渍时间2h,焙烧温度300℃,焙烧时间6h。此外,用红外光谱对固体酸进行了结构表征,以乙酸正丁酯的酯化反应对其酸催化活性进行了初步研究。     

氧化锆泡沫陶瓷过滤板的制备与性能研究

以氧化锆(ZrO2)粉为主要原料,氧化铝(Al2O3)粉和氧化钇(Y2O3)粉为烧结助剂,采用有机泡沫浸渍工艺制备出高性能氧化锆泡沫陶瓷过滤板。研究了烧成温度和保温时间对样品容重、抗热震性和抗压强度的影响。采用万能试验机、综合热分析仪、X射线衍射仪、扫描电镜等对样品性能进行了表征。实验结果表明,当烧成温度为1580℃,保温时间为120 min时,制备的氧化锆泡沫陶瓷过滤板性能最佳,其容重为0.452 g/cm3,抗热震性为12次,抗压强度为1.56 MPa。