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%。     

氧化铝凝胶改性聚偏氟乙烯超滤膜的制备与表征

为提高聚偏氟乙烯超滤膜的亲水性,采用Al_2O_3凝胶对有机高分子聚偏氟乙烯膜进行改性,制备Al_2O_3凝胶改性聚偏氟乙烯超滤膜,并与非凝胶化无机纳米Al_2O_3颗粒改性进行对比。考察铸膜液中Al_2O_3凝胶加入量对改性聚偏氟乙烯超滤膜性能和结构的影响。采用扫描电镜、X射线能谱、傅里叶红外光谱和超滤实验等对超滤膜结构和性能进行表征,结果表明,Al_2O_3凝胶加入量1.0 g时,改性超滤膜水通量提高5.48倍;扫描电镜表明,改性超滤膜和未改性超滤膜均为典型的非对称结构,改性超滤膜表面孔数目明显增加,断面微观结构未发生改变;红外光谱及能谱分析表明,Al_2O_3凝胶与高分子聚偏氟乙烯之间为物理共混。Al_2O_3凝胶改性聚偏氟乙烯超滤膜,改善了膜表面亲水性,提高水通量,并保持较大截留率。     

纳米莫来石的制备及其对氧化铝陶瓷性能的影响

以硝酸铝和硅溶胶为原料,采用溶胶-凝胶法合成了纳米莫来石粉体,进而探讨了纳米莫来石对氧化铝陶瓷烧结性能、抗弯强度以及抗热震性能的影响.结果发现,在1100 ℃煅烧硝酸铝与硅溶胶先驱体时仅有少量Al2O3生成,当将煅烧温度升高到1200 ℃时,获得了单一的莫来石晶相,粉体的平均粒径在50～60 nm之间;在氧化铝中添加2wt%～10wt%的纳米莫来石,可以有效促进陶瓷体的致密烧结,并获得良好的抗弯强度与抗热震性能;纳米莫来石含量为5wt%的陶瓷,在1650 ℃烧结后的抗弯强度为247.49 MPa,经过1200 ℃热震后的抗弯强度为218.52 MPa;当纳米莫来石的添加量超过10wt%时,将降低陶瓷的饱和体积密度,并恶化陶瓷的抗弯强度与抗热震性能.     

用溶胶-凝胶法形成氧化铝硬质涂层的研究

讨论了溶胶-凝胶法制备铝胶的影响因素及A12O3的相变规律.探讨了A12O3涂层的涂层情况,总结出制备膜过程中消除发生团聚的方法,同时针对本实验提出了有效抑制团聚的方法.实验表明,用溶胶-凝胶法能够成功制备出均匀的A12O3涂层,当反应体系pH值为5,反应温度为30℃和溶液浓度为2.34mol·L-1时,加入3(wt)%PV溶液,采用自然干燥再经过1400℃高温煅烧能制得较为均匀连续的-A12O3涂层.     

蜂窝陶瓷载体上氧化铝涂层的制备

采用溶胶凝胶法在蜂窝陶瓷载体表面制备了氧化铝涂层,使用SEM、BET等分析手段研究了氧化铝涂层的结构形貌和特性。试验结果表明,氧化铝涂层在陶瓷载体上附着牢固。铝溶胶中加入尿素可以有效调整溶胶的粘度,从而能够获得负载量大,比表面积高的氧化铝涂层。     

陶瓷基二氧化钛光催化材料的制备及应用

以球形氧化铝为载体,采用溶胶-凝胶法制备负载于球形氧化铝载体表面的二氧化钛,并以亚甲基蓝为目标降解物,考察了不同条件下合成的TiO2/Al2O3复合催化剂的光催化性能,探讨了原料配比、水解温度、水解时间等因素的影响。结果表明:钛酸丁酯:无水乙醇:三乙醇胺:水的体积比为1:3.5:0.6:0.1,水解温度为35℃,水解时间为2 h时,获得的二氧化钛光催化剂性能最佳,其对亚甲基蓝溶液的降解率达到95%。     

溶胶凝胶法氧化铝分离膜制备工艺探讨

以异丙醇铝为主要原料,将原料予处理后,用溶胶-凝胶法制备Al2O3膜,考察胶溶剂的种类和用量、水解温度、回流时间等制备条件对Al2O3膜微观结构的影响.研究结果表明,选择用HCl作为胶溶剂,调节溶液pH值为2.0～3.5、水与乙醇体积量比为1∶1、水解温度为80～85 ℃左右.通过预处理,合成时间缩短,为6～8 h左右.可以制得微观结构性能比较好的Al2O3膜.     

溶胶凝胶法氧化铝分离膜制备工艺探讨

以异丙醇铝为主要原料，将原料子处理后，用溶胶-凝胶法制备Al2O3，膜，考察胶溶剂的种类和用量、水解温度、回流时间等制备条件对Al2O3，膜微观结构的影响。研究结果表明，选择用HCl作为胶溶剂，调节溶液pH值为2．O-3．5、水与乙醇体积量比为1：1、水解温度为80～85℃左右。通过预处理，合成时间缩短，为6～8h左右，可以制得微观结构性能比较好的Al2O3膜。     

用Sol—Gel法制备氧化铝多孔陶瓷的研究

主要研究了羟铝比（［ＯＨ－］／［Ａｌ３＋］）、铝离子浓度及成孔剂含量和温度对ｓｏｌ－ｇｅｌ法制备的氧化铝多孔陶瓷气孔率、气孔分布和显微结构的影响。实验结果表明：铝溶胶的最佳组成是羟铝比为２．３８,铝离子浓度为１０ｗｔ％,成孔剂含量为５ｗｔ％。随着烧成温度由１４２０℃升至１５００℃时,８＃试样的显微结构由松散的片状向连通贯穿的整体结构转变。在１４５０℃时,２＃试样（［ＯＨ］／［Ａｌ３＋］＝２．３３）主要是单个颗粒连接的结构;８＃试样（［ＯＨ］／［Ａｌ３＋］＝２．４０）主要是相互贯穿连成一体的结构。前者气孔率小于后者,其气孔分布范围较后者更窄     

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。     

氧化铝微滤膜的制备及表征

通过固相粒子烧结法分别制备了膜孔径为0.1,0.4,0.8,1,3μm的氧化铝微滤膜.氧化铝微滤膜膜厚与涂膜液中氧化铝的含量成正比.采用SEM,干湿膜法孔径测定仪及过滤等方法对膜进行了表征,过滤法作为测定氧化铝膜完整性的方法之一,对测定工业生产的氧化铝微滤膜的完整性具有现实意义.     

氧化铝陶瓷管负载TS-1沸石膜的制备及表征

利用二次晶种生长法在α-Al2O3陶瓷管上制备TS-1沸石膜,详细研究了晶化时间对TS-1沸石膜表面形貌、沸石层厚度、沸石生长速率及气体渗透性能的影响.通过扫描电子显微镜(SEM),X-射线衍射仪(XRD),红外光谱(FT-IR)、紫外光谱(UV-Vis)及N2渗透测试对TS-1沸石膜进行了全面表征.研究结果表明:随着晶化时间的延长,TS-1膜层表面沸石粒子互生性增强,且膜层厚度也随之增加.然而,随着沸石层厚度的增加,其气体传输性能下降.当晶化时间为48 h,沸石生长速率最快,为0.087 μm/h,此时TS-1沸石膜厚度为4μm,表面平整,无明显缺陷.     

Preparation and Characterization of High-Temperature Thermally Stable Alumina Composite Membrane

A crack- and pinhole-free composite membrane consisting of an α-alumina support and a modified γ-alumina top layer which is thermally stable up to 1100°C was prepared by the sol–gel method. The supported thermally stable top layer was made by dipcoating the support with a boehmite sol doped with lanthanum nitrate. The temperature effects on the microstructure of the (supported and unsupported) La-doped top layers were compared with those of a common γ-alumina membrane (without doping with lanthanum), using the gas permeability and nitrogen adsorption porosimetry data. After sintering at 1100°C for 30 h, the average pore diameter of the La-doped alumina top layer was 17 nm, compared to 109 nm for the common alumina top layer. Addition of poly(vinyl alcohol) to the colloid boehmite precursor solution prevented formation of defects in the γ-alumina top layer. After sintering at temperatures higher than 900°C, the common alumina top layer with addition of poly(vinyl alcohol) exhibits a bimodal pore distribution. The La-doped alumina top layer (also with addition of poly(vinyl alcohol)) retains a monopore distribution after sintering at 1200°C.     

有机溶胶凝胶法制备Al2O3纳米粉及其机理研究

将异丙醇铝分散在有机溶剂中，水解合成超细Al2O3纳米粉。针对纳米粉形成团聚的直接原因，改善了传统工艺，用IR，SEM验证了其合理性，并用TEM对煅烧后的产品进行了表征。     

Catalytic Dehydrogenation of Ethanol in Ru-Modified Alumina Membrane Reactor

Abstract

Ru-modified alumina composite membranes were prepared by the sol-gel method. The pore size distribution from nitrogen adsorption showed that average pore diameters were 3.1–4.5 nm, and the ideal separation factor was obviously higher than that of a pure γ-AI₂O₃ membrane. Ethanol dehydrogenation was carried out in the Ru-modified alumina membrane reactors. The effects of the reaction temperature, feed rate, and argon sweep flow rate on acetaldehyde yield were investigated. The results showed that the yield of acetaldehyde increased by 25–28% at the same conditions in a Ru-modified alumina membrane reactor. The reduced temperature of the Ru-modified alumina composite membrane was measured by temperature-programmed reduction, and the morphology of the membrane was characterized by SEM, TEM, and XRD.     

溶胶凝胶法制备微晶氧化铝的工艺研究

以勃姆石为原料,通过溶胶凝胶工艺制备微晶氧化铝磨料.研究了球磨时间、胶溶液pH值、干燥工艺及烧结工艺对微晶氧化铝磨料微观结构和力学性能的影响,得到合适的制备工艺参数.采用优化的制备工艺参数,可以得到晶粒尺寸大约为200 nm且粒度分布均匀的微晶氧化铝磨料,其单颗粒(425～550 μm)抗压强度达到8.0 kg、堆积密度达到1.9516 g/mL.     

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.     

氟氧化铝的制备、表征及催化性能

采用干法制备得到氟氧化铝,NH3-TPD法对其进行酸性表征,并作乙醇脱水催化活性测试。结果表明:制备得到的氟氧化铝酸强度比纯AlF3有了较大的提高,催化乙醇制乙烯的最高转化率和选择性为96.65%和99.43%。     

硅锆复合膜的制备与表征

以硝酸锆为前驱体,二氧化硅为晶型稳定剂,采用溶胶-凝胶法在多孔氧化铝载体上制备了无缺陷的硅锆复合膜.借助TG-DTA、XRD、BET、SEM、TEM和AFM等测试手段对膜的表面形貌、孔径分布以及热稳定性进行了分种析和表征.实验结果表明,硝酸锆比氧氯化锆更适合作前驱体,可获得均匀分布的稳定溶胶;当二氧化硅含量为25%(摩尔百分数)时,可以得到平整无缺陷的硅锆复合膜;焙烧过程中,不同升温区间须采用不同的升温速率,以防止膜的开裂;由于二氧化硅与氧化锆间的相互作用,抑制了氧化锆晶型的转变,同时也提高了二氧化硅的晶化温度.硅锆复合膜在700～900℃范围内保持单一的氧化锆四方晶型,晶粒大小几乎不随温度变化,具有良好的热稳定.