氧化铝多孔中空纤维陶瓷膜表面修饰研究

采用Al_2O_3修饰液对氧化铝多孔中空纤维陶瓷膜表面进行修饰,将修饰过的中空纤维膜在1 550℃下进行高温烧结。然后测量修饰前后中空纤维膜的有效参数,以考察修饰液对氧化铝中空纤维膜的修饰效果;通过扫描电子显微镜(SEM)对修饰前后的陶瓷膜表面进行检测,来考察修饰前后的中空纤维膜表面的微观结构的变化。实验结果表明,Al_2O_3修饰液对氧化铝多孔中空纤维陶瓷膜具有较好的修饰效果,而且修饰液的组成、涂覆方法、涂覆次数对Al_2O_3多孔中空纤维陶瓷膜的修饰效果有很大影响。当Al_2O_3修饰液的浓度比较高时,会导致修饰后的中空纤维膜修饰表面很厚,对膜的修饰不均匀;而修饰液浓度较低时,不会出现上述情况;对比提拉涂覆和旋转涂覆后的中空纤维膜可以发现,旋转涂覆对中空纤维膜的修饰效果较好;对于同种浓度且当修饰液浓度适当时,提拉两次,修饰效果会更好。     

Al_2O_3多孔中空纤维陶瓷膜的修饰研究

本研究采用Al_2O_3修饰液对氧化铝多孔中空纤维陶瓷膜表面进行修饰,将修饰过的中空纤维膜在1550℃下进行高温烧结。然后测量修饰前后中空纤维膜的有效参数,以考察修饰液对氧化铝中空纤维膜的修饰效果;通过扫描电子显微镜(SEM)对修饰前后的陶瓷膜表面进行检测,来考察修饰前后的中空纤维膜表面的微观结构的变化。实验结果表明Al_2O_3修饰液对氧化铝多孔中空纤维陶瓷膜具有较好的修饰效果,而且修饰液的组成、涂覆方法、涂覆次数对Al_2O_3多孔中空纤维陶瓷膜的修饰效果有很大影响。当Al_2O_3修饰液的浓度比较高时,会导致修饰后的中空纤维膜修饰表面很厚,对膜的修饰不均匀,而修饰液浓度较低时,不会出现上述情况;对比提拉涂覆和旋转涂覆后的中空纤维膜可以发现,旋转涂覆对中空纤维膜的修饰效果较好;对于同种浓度且当修饰液浓度适当时,提拉两次,修饰效果会更好。     

中空纤维陶瓷膜的制备及表面修饰

以YSZ粉末、聚醚砜(PES)、N,N-二甲基吡咯烷酮(NMP)为原料,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为添加剂,NMP与水的混合溶液为芯液,自来水为外凝固液,利用相转化法制备了中空纤维陶瓷膜,并研究了PVP质量、芯液组成、涂膜次数对中空纤维陶瓷膜结构和性能的影响。结果表明:随着PVP质量的增加,中空纤维陶瓷膜的抗弯强度逐渐增加,孔隙率与水通量逐渐减小;随着芯液中NMP质量分数的减小,膜的抗弯强度逐渐增强,其水通量和透气率逐渐减小,膜的管壁逐渐变厚;随着涂膜次数的增加,中空纤维陶瓷膜的抗弯强度随之增大,透气率随之减小,修饰层逐渐变厚,膜外表面的孔径和孔数逐渐减少,膜外表面变得越来越致密。     

SiO_2/Al_2O_3复合多孔陶瓷膜支撑体的制备

以不同质量比的氧化铝和二氧化硅为原料,碳粉为造孔剂,二氧化钛以及氧化镁为烧结助剂,添加甲基纤维素为粘结剂在一定温度下制得多孔陶瓷膜支撑体,并研究了不同质量比的氧化铝和二氧化硅,烧结温度对支撑体微观结构以及收缩率、孔隙率和抗压强度的影响。结果表明,在硅铝质量比为1.0∶1.0,保温温度为1200℃时,支撑体综合性能较好:收缩率为3.61%,孔隙率为47.62%,抗压强度为23.14 MPa,此时主晶相为莫来石。     

Al_2O_3陶瓷膜处理餐饮废水

采用自制的Al_2O_3陶瓷膜处理餐饮废水,研究了料液含量、料液流量、操作压力、料液温度等操作条件对膜通量及油滴、COD去除率的影响。结果表明,优化的过滤条件为,料液为原料液,料液的体积流量为200 L/h,操作压力为160 kPa,料液温度25℃。在优化的过滤条件下,采用自制碱性化学清洗剂清洗膜体,其再生性能良好,达到95%以上。     

纳米Al_2O_3表面接枝聚合改性的研究

为改善纳米Al2O3粒子在聚合物中的分散状况,本工作先在粒子表面引入双键,然后通过溶液自由基引发接枝单体丙烯酰胺和苯乙烯在Al2O3粒子表面的聚合,使接枝物与纳米粒子之间形成化学键合。系统研究了投料方式、引发剂浓度、单体浓度、反应时间等对接枝效果的影响,为调控纳米粒子表面的化学性质提供依据。     

包覆型Al_2O_3粉体制备低温烧成多孔陶瓷膜支撑体

采用22μmα-Al2O3为骨料,0.5μmα-Al2O3为烧结助剂,一是采用简单机械混合得到上述2种氧化铝的混合粉体,二是通过粉体表面修饰的方法,将0.5μmα-Al2O3包覆在22μmα-Al2O3表面得到包覆型氧化铝粉体。采用上述2种原料,通过干压成型法制备出片状多孔支撑体,考察了不同烧成温度下2种粉体路线制备出的多孔支撑体的弯曲强度、平均孔径、孔隙率和纯水通量。结果表明:在获得相同支撑体性能的前提下,以包覆型氧化铝粉体为原料制备出的支撑体的烧成温度大大低于采用简单机械混合后粉体制备支撑体的。在1550℃的烧成温度下,包覆型氧化铝粉体制备的支撑体的机械强度为34.2MPa,孔隙率为34%,平均孔径为2.34μm,纯水通量为205m3/(m2·h·MPa)。     

表面处理Al_2O_3纤维对PTFE复合材料性能的影响

采用钛酸酯偶联剂对Al2O3纤维进行表面处理,介绍Al2O3纤维增强聚四氟乙烯(PTFE)复合材料的力学和摩擦磨损性能,通过扫描电子显微镜(SEM)观察了复合材料断面微观形貌的变化。结果表明:经偶联剂处理后的Al2O3纤维/PTFE复合材料的拉伸强度、冲击强度、减摩耐磨性能有所提高。拉伸断面的SEM分析表明:PTFE与偶联剂处理后的Al2O3纤维界面粘结性能较好。     

α-Al_2O_3纤维的制备及其改性Al_2O_3复合陶瓷性能的研究

以尿素和Al(NO3)3·9H_2O为原料,通过水热反应法合成α-Al_2O_3前驱体纤维,研究了合成α-Al_2O_3前驱体纤维的形成机理和微观形貌以及不同α-Al_2O_3纤维含量对Al_2O_3复合陶瓷力学性能的影响。结果表明,α-Al_2O_3前驱体纤维主要由尿素水解产生的NH_4~+,OH~-,HCO_3~-离子和Al3+离子重新反应形成,纤维表面光滑,长度为3～6μm,长径比达到6∶1;经1100℃热处理后,α-Al_2O_3前驱体纤维分解形成α-Al_2O_3纤维,纤维表面由于气体的释放产生了许多小孔,长度稍短为1～5μm,长径比也达到6∶1。α-Al_2O_3纤维掺杂α-Al_2O_3复合陶瓷力学性能表明,当纤维含量为5.0%时,Al_2O_3复合陶瓷材料获得十分优异的综合室温力学性能:显微硬度为1907 HV,断裂韧性和抗弯强度达到5.8 MPa·m1/2和813 MPa。     

SiO_2掺杂Al_2O_3气凝胶改性研究

以仲丁醇铝与正硅酸乙酯为原料,选取甲酰胺为干燥控制化学添加剂和调凝剂,采用溶胶-凝胶法制备SiO_2-Al_2O_3凝胶,并通过老化、超临界干燥工艺得到了乳白色、轻质、块状无裂纹的硅铝二元气凝胶。将气凝胶进行高温热处理,从室温到1300°C范围内,气凝胶能够保持块状无坍塌、微裂纹产生,其1300°C比表面积维持在55 m~2/g。采用SEM、TEM、XRD、BET等手段系统探究了SiO_2含量对Al_2O_3气凝胶性能与结构的影响,着重分析了硅元素掺杂对热稳定性的改善机理。     

Al_2O_3一Fe_2O_3复相多孔陶瓷的强韧化研究

本文介绍了采用不锈钢纤维及化学镀镍铁粉增韧补强Ａｌ＿２Ｏ＿３一Ｆｅ＿２Ｏ＿３复相多孔陶瓷的方法：研究了不锈钢纤维含量及化学镀镍铁粉对材料性能的影响；探讨了其强韧化机理：用该材料进行了成形模具对比试验。结果表明，不锈钢纤维和化学镀镍铁粉均对材料有明显的强韧化效果。尤其是两者的复合强韧化效果更显著。     

Al_2O_3陶瓷膜支撑体制备方案的优化探究

以α-Al_2O_3为骨料,选取造孔剂羧甲基纤维素、复相烧结助剂二氧化钛和氧化铜、润滑剂丙三醇四种工艺因素的加入量,设计L25(5~4)正交实验,在1200℃温度下烧结制备支撑体,从而得到最佳制备方案。通过测定每组实验所制备支撑体的孔隙率和抗折强度,得到各添加剂对孔隙率和抗折强度影响程度的主次顺序是造孔剂润滑剂复相烧结助剂。采用压汞仪、万能材料试验机、扫描电镜和实验室自制装置等实验设备对成品进行表征量的测试。结果表明:羧甲基纤维素、丙三醇、二氧化钛+氧化铜的最佳添加量分别为4%、3%和1.5%+3%,在该最佳配比下制备的支撑体孔隙率可达33%,纯水通量5107.68 L/m~2·h·MPa,抗折强度104.4 MPa,微观结构良好。     

Al_2O_3改性环保型酚醛树脂的制备与研究

采用偶联剂KH-550对Al2O3表面进行处理,并将其添加到酚醛树脂(PF)中,成功制备了有机-无机杂化PF。通过红外光谱(FT-IR)仪、差示扫描量热(DSC)仪、扫描电镜(SEM)和材料试验机等对改性PF的结构、耐热性、微观形貌、力学性能和电学性能等进行分析。结果表明:Al2O3表面出现了Si-O键,说明KH-550成功处理了Al2O3;改性PF固化速率最快时所对应的峰值温度降低了8℃,使树脂固化更容易进行;当w(Al2O3)=5.0%时,复合材料的综合性能最好,其拉伸强度为664 MPa,弯曲强度为973 MPa,冲击强度为252 MPa,表面电阻率为4.00×1014Ω/cm,体积电阻率为1.93×1014Ω.cm。     

基于硅烷偶联剂表面改性制备Al_2O_3/PVDF杂化膜

采用硅烷偶联剂(2-氰乙基)三乙氧基硅烷对纳米Al_2O_3粒子进行表面改性,利用热致相变法制备了改性Al_2O_3/PVDF有机无机杂化膜,研究了改性Al_2O_3的添加量对杂化膜性能的影响。经(2-氰乙基)三乙氧基硅烷改性后,纳米Al_2O_3粒子的团聚减少,改性后纳米Al_2O_3的平均最小粒径为52.23nm。与纯PVDF膜比较,改性纳米Al_2O_3的添加改善了PVDF膜的形貌结构,改性Al_2O_3/PVDF杂化膜形成的球晶明显增加,球晶的密度尺寸缩小,杂化膜中形成了大量连通的界面孔,膜的孔隙率升高,改善了PVDF膜的力学性能和亲水性,提高了截留率。当纳米粒子添加量达到5%时,膜的截留率提高了7.2%,膜的纯水通量达到了593.95L/(m~2·h),膜强度达到5.0MPa。     

Al_2O_3—SiO_2混合溶胶—凝胶涂层对工程陶瓷表面改性的研究

利用溶胶—凝胶法在SG4工程陶瓷基体上成功制备了Al2 O3—SiO2 混合涂层 ;通过X射线仪测定了Al2 O3—SiO2 凝胶粉末的晶相组成。对精磨、热处理、Al2 O3涂层和Al2 O3—SiO2 混合涂层四种试样抗弯强度的样本均值和样本标准离差进行了比较 ,并通过观察四种试样表面的SEM形貌和两种涂层试样断面的SEM形貌初步分析了表面改性的原因。分析结果表明 :溶胶涂层对基体表面微裂纹有一定的弥合作用 ,可以提高基体的抗弯强度而降低材料强度的分散性 ,其效果好于单纯的热处理 ,Al2 O3—SiO2 混合涂层试样的表面质量优于Al2 O3涂层试样 ;Al2 O3—SiO2 混合涂层渗入基体更深 ,可以更好地弥合基体表面微裂纹 ,有效提高基体的抗弯强度。     

介孔Al_2O_3/PVDF复合中空纤维膜的制备及其性能

为了提高PVDF中空纤维膜在处理含油废水过程中的亲水性能、抗压实性能和抗污染性能,实验以介孔Al2O3为无机添加粒子,采用溶液纺丝法制备出介孔Al2O3/PVDF复合中空纤维膜。通过扫描电子显微镜和傅里叶红外光谱观察介孔Al2O3/PVDF复合中空纤维膜的形貌和成分,结果证明介孔Al2O3成功地添加到PVDF中空纤维膜中。通过接触角,纯水和含油废水通量的测试,结果表明介孔Al2O3的添加改善了PVDF膜的亲水性能、抗压实性能和抗污染性能。     

Al_2O_3晶粒尺寸对Al_2O_3-MgO-C耐火材料性能的影响

以65%、70%和75%的30nm、150nm和1μm Al2O3与MgO和石墨为原材料,加入适量添加剂Al粉和SiC粉,采用埋碳环境烧结Al2O3-MgO-C耐火材料,并对样品的体积密度、抗折强度和硬度进行测试。实验结果表明:样品密度的变化趋势不是很明显;样品抗折强度和硬度随着Al2O3原始晶粒尺寸的增加而减少。当样品中Al2O3原始晶粒尺寸为30nm,含量为75%时,有最大的抗折强度(55.82 MPa)和硬度(HRA81)。     

Al_2O_3含量及热处理温度对Al_2O_3-SiO_2系浇注料抗铝液侵蚀性的影响

采用坩埚法和浸泡法研究了不同Al2O3含量(质量分数分别为80%~85%、65%~70%、40%~45%、25%~30%)及不同温度(分别为110、800、1100和1 400℃)热处理后的Al2O3-SiO2系浇注料的抗铝液侵蚀性,借助电镜和能谱分析研究了被850℃铝液侵蚀后试样的显微结构。结果表明:(1)随着Al2O3含量的增加,Al2O3-SiO2系浇注料的抗铝液侵蚀性增强;(2)在1 100℃热处理后,浇注料的抗铝液侵蚀性最差;(3)铝液渗入浇注料内部后,铝液中的Al和Mg与浇注料中的石英和莫来石相发生反应,将SiO2还原成Si,Al和Mg则氧化成Al2O3和MgO,MgO进而与Al2O3反应生成尖晶石,破坏试样的结构;(4)对于Al2O3含量较高的Al2O3-SiO2浇注料,尖晶石富集层较致密,可阻止铝液继续向浇注料内部渗透。     

淀粉燃料对多孔Al_2O_3-ZrO_2(Y_2O_3)陶瓷性能的影响

为了提高多孔Al2O3-ZrO2(Y2O3)陶瓷的强度,以尿素和淀粉为燃料,用低温燃烧法合成活性较高的Al2O3-ZrO2(Y2O3)复合粉体,并用此粉体制备了多孔Al2O3-Zr O2(Y2O3)陶瓷,研究燃烧前驱体中淀粉的外加量(质量分数分别为0、15%、25%、35%、45%、55%)对多孔陶瓷显气孔率、抗折强度和显微结构的影响。结果表明:与尿素为燃料相比,以尿素和淀粉为燃料能提高复合粉体的烧结活性,有效改善多孔陶瓷的显微结构,提高多孔陶瓷的抗折强度。     

特殊结构氧化铝(Al_2O_3)乳浊剂的应用研究

笔者对ARZ/AFRZ氧化铝替代硅酸锆进行了试验研究,对ARZ/AFRZ氧化铝引入瓷质砖坯体、化妆土和面釉中进行了应用研究。根据研究结果得出:添加一定量的ARZ/AFRZ氧化铝可以替代相近比例的硅酸锆,既获得相同效果,又扩大了陶瓷生产企业原材料的选择范围,还对其应用机理进行了初步探讨。