负载型TiO2复合陶瓷膜的制备与表征

采用料浆浇注法制备了硅藻土－莫来石（K－M）陶瓷支承体管，溶胶－凝胶法在其上制备了负载型TiO2复合膜，并采用ESEM、压汞法、IR和纯气体渗透性能测试装置对其进行了表征。结果表明：TiO2/K-M复合陶瓷膜成膜情况良好，孔径分布比较均匀；支承体和TiO2膜孔径分别集中分布在2．01μm和37nm左右；TiO2膜层与支承体存在键联和相互作用；TiO2膜层的气体渗透为努森扩散和粘性流共同控制。     

单通道陶瓷膜管低压透水性能实验分析

无机陶瓷膜作为多孔介质具有分离效率高、耐酸、耐碱等优点,被视为在海水淡化、废水处理、气体分离等领域的研究热点。采用Al₂O₃管式单通道陶瓷膜材料构建膜组件,以燃煤电厂自来水、烟气冷凝水、脱硫废水三种不同水质为例,开展低跨膜压差下的膜组件透水性能实验,研究了膜参数、跨膜压差及水体温度等因素对渗透通量、渗透水质的影响,并对引发膜污染的机理过程进行了探讨分析。实验结果表明：陶瓷膜管的结构参数是关键因素,如孔隙率、孔径及厚度等;低跨膜压差下的渗透通量随压力增大呈线性提高,并未发现浓差极化现象,水体温度变化通过改变黏度进而影响渗透通量,同时水质较差时会导致渗透通量降低;陶瓷膜管的孔径是影响渗透水质的核心要素,微滤与纳滤膜对改善悬浮物含量、浊度及色度效果明显,不同孔径对盐度、电导率影响不同;从SEM图可以看出,污染物在膜表面或膜内部发生的沉积、架桥等现象导致严重的膜污染。充分认识影响陶瓷膜管渗透特性的关键因素及污染物的作用机理,对提高无机陶瓷膜的应用前景具有重要意义。     

硅藻土微孔陶瓷膜管的制备与性能

利用硅藻土的多孔性，成功地制备了平均孔径为２．５μｍ，孔隙率为０．３９的多孔陶瓷膜管。考察了硅藻土的粒度分布，料浆固含量等条件对生坯性能的影响，探讨了适宜的生坯煅烧升温速度及最终煅烧温度。     

多孔PZT压电陶瓷膜的制备及其抗污染性能

以 PbZr_xTi_1-xO₃（PZT）压电陶瓷粉体为原料,通过干压成型的方法制备多孔PZT陶瓷膜,考察了煅烧温度对多孔PZT陶瓷膜的机械强度、孔隙率以及纯水渗透性能的影响。当煅烧温度为950℃时,可制备出纯水渗透率为850 L·m^-2·h^-1·MPa^-1,孔径为300 nm,机械强度为47.8 MPa,孔隙率为34%的多孔PZT陶瓷膜。在此基础上,考察了极化温度与极化电压对多孔PZT陶瓷膜压电性能的影响,并对极化后的PZT压电陶瓷膜进行萃取和表面等离子刻蚀处理。结果表明：极化温度为120℃、极化电压强度为4 kV·mm^-1,极化后经热乙醇萃取及表面等离子刻蚀4 min后,多孔PZT压电陶瓷膜在外加交流电为20 V时,产生的共振振幅信号值达34.8 mV。将制备的多孔PZT压电陶瓷膜在粒径为600 nm的含油乳化液中进行过滤实验,发现陶瓷膜两端未加交流电时,其通量在2 h内衰减至4%。而加交流电后,其稳定通量可维持在20%左右,表明制备的多孔PZT压电陶瓷膜具有良好的抗污染效果。     

多孔PZT压电陶瓷膜的制备及其抗污染性能

以PbZr_xTi_(1-x)O_3(PZT)压电陶瓷粉体为原料,通过干压成型的方法制备多孔PZT陶瓷膜,考察了煅烧温度对多孔PZT陶瓷膜的机械强度、孔隙率以及纯水渗透性能的影响。当煅烧温度为950℃时,可制备出纯水渗透率为850 L·m~(-2)·h~(-1)·MPa~(-1),孔径为300 nm,机械强度为47.8 MPa,孔隙率为34%的多孔PZT陶瓷膜。在此基础上,考察了极化温度与极化电压对多孔PZT陶瓷膜压电性能的影响,并对极化后的PZT压电陶瓷膜进行萃取和表面等离子刻蚀处理。结果表明:极化温度为120℃、极化电压强度为4 k V·mm~(-1),极化后经热乙醇萃取及表面等离子刻蚀4 min后,多孔PZT压电陶瓷膜在外加交流电为20 V时,产生的共振振幅信号值达34.8 m V。将制备的多孔PZT压电陶瓷膜在粒径为600 nm的含油乳化液中进行过滤实验,发现陶瓷膜两端未加交流电时,其通量在2 h内衰减至4%。而加交流电后,其稳定通量可维持在20%左右,表明制备的多孔PZT压电陶瓷膜具有良好的抗污染效果。     

碳化硅陶瓷膜管制备及活性焦再生气除尘试验研究

冶金行业烟气治理活性焦干法脱硫过程中产生的活性焦再生气中含有焦炭粉尘,对下游硫资源化产品的品质有较大影响,必须进行高温除尘.试验制备了碳化硅陶瓷膜管并测定了其物理特性,认为其高温下具备较高的机械强度和较好的气体渗透性能.将该膜管用于活性焦再生气高温除尘试验结果显示,碳化硅陶瓷膜过滤器运行稳定,除尘效果良好,且膜管表面可...     

煅烧温度对莫来石质多孔陶瓷材料结构与性能的影响

以粉煤灰漂珠和α-Al2O3粉为原料,AlF3和V2O5作为添加剂,采用挤制成型工艺与无压烧结技术制备了莫来石质多孔陶瓷材料,研究了煅烧温度(分别为1100℃、1200℃、1300℃、1350℃)对试样的物相组成、莫来石质多孔陶瓷的显微结构以及性能的影响,并阐述了粉煤灰漂珠球体表面形成莫来石的机理过程。采用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)和力学性能测定等手段表征了制备的莫来石质多孔陶瓷材料。结果表明:煅烧温度的提高有助于针状莫来石晶体的形成,莫来石晶体依托漂珠球壳生长;当煅烧温度从1100℃增加至1350℃,试样中的气孔率先增大后减小,而体积密度和抗压强度则先减小后增大;经1300℃烧制的试样综合性能较佳,气孔率为72.8%,体积密度为0.83 g·cm-3,抗压强度为15.4 MPa。这为固体废弃物粉煤灰漂珠的资源化应用以及多孔隙的莫来石质陶瓷材料的制备提供了新的研究思路。     

硅藻土膜的疏水改性及其膜蒸馏脱盐性能研究

以大孔径硅藻土膜为基体,对其表面喷涂SiO_2溶胶制备得到非对称结构的硅藻土膜。吸水率法测得其孔隙率为46%,泡点法测得其表面平均孔径为0.78μm。采用辛基三乙氧基硅烷对其进行疏水改性,获得疏水性硅藻土膜。真空膜蒸馏实验表明,改性后的硅藻土膜有较好的脱盐性能,当膜的外侧与温度80℃、质量分数为3.5%的NaCl溶液接触,膜的内侧用抽真空至5 kPa,膜的水渗透通量为10.33 L/(m~2·h),截盐率大于99.9%。     

硅藻土基调湿材料中热湿耦合传递

建立了硅藻土基调湿材料内部热湿耦合迁移一维数学模型,模拟了不同孔隙率、不同环境温度和相对湿度下硅藻土基调湿材料中的热湿耦合迁移过程,结合硅藻土基调湿材料调湿性能实验测试结果以及硅藻土基调湿材料表面的显微图像分析,研究结果表明：随着孔隙率的减小,硅藻土基调湿材料的吸、放湿量均增大;环境温度对硅藻土基调湿材料热湿耦合迁移过程影响不显著,不同的环境温度（最大相差20℃）对硅藻土基调湿材料吸、放湿量的影响均在10%左右;硅藻土基调湿材料的孔径尺寸越小、小孔径孔隙数量越多,其调湿性能越好;硅藻土基调湿材料调湿性能的实测数据、模拟结果以及图像表征吻合良好,从而验证了理论模型的合理性。     

硅藻土基调湿材料中热湿耦合传递

建立了硅藻土基调湿材料内部热湿耦合迁移一维数学模型,模拟了不同孔隙率、不同环境温度和相对湿度下硅藻土基调湿材料中的热湿耦合迁移过程,结合硅藻土基调湿材料调湿性能实验测试结果以及硅藻土基调湿材料表面的显微图像分析,研究结果表明:随着孔隙率的减小,硅藻土基调湿材料的吸、放湿量均增大;环境温度对硅藻土基调湿材料热湿耦合迁移过程影响不显著,不同的环境温度(最大相差20℃)对硅藻土基调湿材料吸、放湿量的影响均在10%左右;硅藻土基调湿材料的孔径尺寸越小、小孔径孔隙数量越多,其调湿性能越好;硅藻土基调湿材料调湿性能的实测数据、模拟结果以及图像表征吻合良好,从而验证了理论模型的合理性。