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。     

低成本多孔碳化硅陶瓷支撑体的制备及耐酸碱性能优化

以工业级碳化硅为主要原料、石墨作为造孔剂,利用低值页岩制备的玻璃熔块为低温烧结助剂,通过干压成型法制备了多孔碳化硅陶瓷支撑体。研究了组成配比、烧结温度对支撑体孔隙率、孔径分布、力学性能及耐酸碱腐蚀性能的影响。结果表明:在1 180℃烧结,当SiC含量为80.0%(质量分数)、玻璃熔块含量为20.0%、外加15.0%的石墨时、可制得孔隙率为36.2%、抗弯强度为67.1 MPa、平均孔径为1.37μm、纯水通量为8 075 L/(m2·h·bar)的支撑体。该支撑体分别在80℃、pH=0和pH=14的酸碱溶液中腐蚀24 h后,剩余抗弯强度分别为47.4和46.7 MPa,表现出较均衡的优异耐酸碱腐蚀性能。     

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.     

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。     

高温烟气净化用多孔堇青石陶瓷支撑体材料的研制

以堇青石为原料，用震动热浇注成型工艺．通过调整骨料粒径等级、造孔剂及结合剂的加入量制备气孔率为48％，孔径为128μm，热稳定性好和机械强度高的高温烟气净化用多孔堇青石陶瓷支撑体材料。对影响材料性能的各种因素进行分析和探讨。     

天然沸石多孔陶瓷的烧结动力学

用阶梯等温热膨胀法(stepwiseisothermal dilatometry,SID),结合X射线衍射分析、扫描电镜和孔隙率测试等手段研究了天然沸石多孔陶瓷的烧结动力学.结果发现:在850～1 150℃,随烧结温度的升高,天然沸石多孔陶瓷的孔隙率逐渐降低;平均孔径的变化分为两个阶段,烧结温度低于1 050℃时,温度越高,平均孔径越低;烧结温度为1 100℃时,在液相作用下,平均孔径反而由1 050℃的2.61 μm激增至5.77 μm.运用Makipirtti-Meng经验速率方程处理SID数据,可以导出相关烧结动力学参数,在850～1 150℃,材料的表观烧结活化能为1 016 kJ/mol.     

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。     

氧化铈多孔陶瓷的制备

本文以Ce(NO3)3.6H2O为原料,以氨水为沉淀剂,采用水热法制备出氧化铈粉体,并以淀粉为造孔剂制备出了氧化铈多孔陶瓷。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜对氧化铈粉体及多孔陶瓷其进行了表征。结果表明氧化铈的烧结温度为1450℃左右,以淀粉占氧化铈质量的40%制备出的多孔陶瓷气孔形状规则,分布均匀。     

用天然河沙制备多孔轻质陶瓷颗粒的方法

该技术的特征是选用SiO2质量分数为50%～75%,Al2O3质量分数为5%～20%的天然河沙为原料。按河沙∶碳粉∶碳化硅=100∶(3～6)∶(1～6)的比例混合,加水球磨,烘干;再与水混合均匀后成型为直径0.5～2cm的颗粒,于80～100℃温度下烘干;在400～500℃烧成并保温,再升温至1000～1100℃,保温后随炉冷却。本发明制备的多孔陶瓷颗粒密度为0.7～1.2g/cm3,抗压强度5～20MPa,过滤范围宽,特别适用于严重污染水域的大范围使用。本方法工艺简单,原料来源广,成本低,便于实现系列化和规模化生产。用天然河沙制备多孔轻质陶瓷颗粒的方法…     

黄土-粉煤灰陶瓷膜支撑体的制备及表征

以洛川黄土为主要原料,粉煤灰为添加剂,通过滚压成型法和固态粒子烧结法制备黄土基陶瓷膜支撑体。研究了烧结温度及粉煤灰添加量对陶瓷膜支撑体纯水通量、酸碱腐蚀率、孔径分布、晶相组成的影响。结果表明:粉煤灰可以促进支撑体内部孔隙的形成,从而有效增加支撑体孔隙率,在烧结温度为1110℃,粉煤灰添加量为15%时,可制得纯水通量为5365 L/m²·h,孔隙率为32.1%,平均孔喉半径为1.32μm,酸碱腐蚀后质量损失率仅为0.04%、0.06%的黄土基陶瓷膜支撑体。以粉煤灰作为添加剂可生产出成本较低,性能优良的黄土基多孔陶瓷支撑体。     

粉煤灰-氧化铝多孔陶瓷的制备

粉煤灰主要是来源于火电厂与钢铁厂的一种工业固体废弃物,希望利用廉价的粉煤灰和氧化铝研发出高性能的多孔陶瓷,以应用于环境、冶金、化学等工业领域。利用不同配比的粉煤灰、氧化铝及造孔剂,干压成型得到柱状坯体,经高温烧结,制得多孔陶瓷,并用×RD和SEM分别对其物相结构和表面形貌进行了分析。结果表明,粉煤灰与氧化铝的比约为7：0．9、造孔剂为10％～15％、于1250℃烧结时,可以制备出抗压强度17．3MPa～30．2MPa、显孔隙率30％～48％及孔径大小2～12μm的粉煤灰多孔陶瓷。实验结果将对粉煤灰开发技术的研究具有参考意义。     

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。     

多孔氮化硅陶瓷制备及其性能研究进展

多孔氮化硅(Si_3N_4)陶瓷由于具有优异的力学性能、良好的抗热震和低介电常数等特点,在极端力/热环境下具有很大的应用潜力。研究表明:不同的制备工艺对多孔氮化硅陶瓷晶粒尺寸、微结构有很大影响,从而影响材料的力学性能;介电性能受气孔率、相组成影响;渗透率受气孔率、气孔尺寸、弯曲度的影响。综述了多孔Si_3N_4陶瓷的烧结工艺、成型工艺及其相关性能研究,并结合目前的研究热点,指出了未来多孔氮化硅陶瓷研究的发展方向。     

高岭土为助烧剂制备多孔陶瓷膜支撑体

陶瓷膜分离技术广泛应用于石油化工,食品加工,生物医学,催化过滤等领域。目前,陶瓷膜的多孔支撑体主要以氧化铝为原料。为保持较小的渗透阻力,通常使用大粒径氧化铝的,其煅烧时需要很高的温度,能耗很高,导致多孔支撑体的成本很高。为降低其制备成本,本文采用以刚玉粉(W40,平均粒径为40μm)为主要原料,以高岭土,滑石等为塑性剂和助烧剂,研究了助烧剂含量、烧结温度对多孔陶瓷支撑体的抗折强度,孔隙率以及平均孔径的影响。实验结果表明:高岭土含量的增加会导致多孔陶瓷的孔径降低和抗折强度降低;加少量的烧滑石能明显降低多孔陶瓷的烧结温度;90wt%W40粉,2wt%烧滑石,8wt%高岭土,经1510℃煅烧2h后得到的多孔陶瓷的抗折强度为153.6MPa,孔隙率为29%,平均孔径为6.6μm。所得多孔陶瓷适于用作多孔陶瓷膜支撑体。     

SiC多孔陶瓷预成形坯的制备

本文采用真空烧结方法制备SiC多孔陶瓷预成形坯,研究了不同助烧结剂Al2O3-Y2O3、Si、Co和高岭土以及造孔剂羧甲基纤维素(CMC)含量对SiC多孔陶瓷预成形坯气孔率和形貌的影响。结果表明,多元助烧剂Al2O3-Y2O3有利于降低烧结温度和形成液相烧结,并有利于提高SiC多孔陶瓷的孔结构稳定性;羧甲基纤维素含量对烧结预成形坯气孔率和体积密度的影响较大,随着造孔剂CMC含量的增加,SiC多孔陶瓷的气孔率也相应地增加,其体积密度相应减少。     

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...     

烧结制度及造孔剂用量对粉煤灰基多孔陶瓷膜支撑体性能的影响

以粉煤灰为原料,采用挤压成型和固态粒子烧结法制备管状粉煤灰基多孔陶瓷膜支撑体.采用TG-DSC技术对粉煤灰进行了热分析,采用SEM和XRD技术对样品的微观结构及物相组成进行了分析,并测定了样品的开孔率、抗压强度及空气渗透速率等性能指标.研究了烧结温度、保温时间和造孔剂添加量对支撑体性能的影响.结果表明:支撑体晶相组成主要为赤铁矿、红柱石和石英;烧结温度为1000 ℃,保温2 h,仅添加1%的粘结剂,不添加造孔剂的条件下制备出的管状支撑体综合性能最优,此时的支撑体孔隙率为44.95%,抗压强度为8.92 MPa,空气渗透速率为2.57×104 m3·h-1·m-2·MPa-1.