含有分子筛次级结构的多孔支撑体的制备及表征

以丝光沸石(MOR)分子筛为原料,采用冷等静压-固态粒子烧结法制备分子筛膜用含有MOR次级结构的多孔支撑体。分别采用氮气渗透通量、开孔孔隙率、抗压强度、平均孔径及孔径分布、热膨胀系数、X射线衍射(XRD)、拉曼(Raman)光谱、扫描电镜(SEM)等表征多孔支撑体的性能。结果表明,氮气渗透通量、开孔孔隙率随煅烧温度升高和煅烧保温时间延长而降低;抗压强度则与之相反;平均孔径随煅烧温度升高变大,孔径分布随原料粒径分布变窄而变窄;保留了原料中MOR的四、五和八元环等次级结构;次级结构的存在及较低的热膨胀系数(10-6℃-1级别)使得在其表面制备的MOR分子筛膜具有良好的耐热稳定性。     

管式煤矸石—石英基陶瓷支撑体的制备研究

以石英砂和煤矸石为主要原料,采用模压成型法制备管式煤矸石—石英基陶瓷支撑体。通过XRD、SEM、三点弯曲法、压汞法、质量损失法和自制装置对陶瓷支撑体的物相组成、显微结构、抗折强度、孔径、耐酸碱腐蚀性、纯水通量等进行表征和测试。考察了原料配比、烧结温度、保温时间等因素对陶瓷支撑体性能的影响。实验结果表明：原料配比石英砂∶煤矸石∶钾长石∶羧甲基纤维素钠∶碳酸钠∶四硼酸钠=53.5∶30∶5∶5∶4∶2.5,在烧结温度850℃、保温时间30 min条件下,可制备气孔率40%、抗折强度9.17 MPa、孔径25μm、耐酸腐蚀质量损失率1.1%、耐碱腐蚀质量损失率3%、纯水通量100.7 m³·m^-2·h^-1·bar^-1的低成本管式煤矸石—石英基陶瓷支撑体。     

ZnO修饰的不锈钢网支撑体上ZIF-8膜的制备

ZIF-8因具有0.34 nm的孔道直径而被认为是最具应用前景的气体分离膜材料之一。不锈钢网（SSN）作为分离膜的支撑体具有价格低廉、易于裁剪、厚度薄等优点。采用水热法在SSN表面生长ZnO缓冲层,以ZnO修饰的SSN（ZnO/SSN）为支撑体制备ZIF-8膜。采用X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对合成的ZIF-8膜进行表征,并进行了气体渗透性能测试,结果表明,在ZnO颗粒修饰后的SSN支撑体上无需活化可制备出单一物相、无缺陷的ZIF-8膜;在室温（298 K）下,ZIF-8膜的H₂/CO₂、H₂/N₂、H₂/CH₄的理想分离系数分别为7.3、9.2、12.4;在150℃,ZIF-8膜的渗透性能稳定。     

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。     

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.     

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。     

活性污泥对管式多孔α-Al_2O_3陶瓷膜支撑体性能影响的初步研究

以剩余活性污泥作为支撑体的成孔剂,采用滚压成型及熔膜芯法制备管状多孔α-Al2O3陶瓷膜支撑体,研究了粘结剂羧甲基纤维素(CMC)和活性污泥的加入量对氧化铝陶瓷膜支撑体品质的影响。结果表明,随着成孔剂和粘结剂的增多,支撑体孔隙率和渗透通量呈增大趋势,孔隙率最大可达43.07%,纯水通量在0.4~1.0 MPa压力下变化范围为12 786.67~37 617.84 L/(m2·h·MPa)。     

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.     

烧成制度对多孔氧化铝陶瓷膜支撑体性能的影响

研究了多孔氧化铝陶瓷膜支撑体烧成温度与孔隙率/容重的关系,利用热重-微商热重(TG-DTG)分析,制定了支撑体的烧成曲线.结果表明,经此烧成曲线,成功烧出了孔隙率在34％以上,孔径在2.23～6.75 μm之间,耐酸碱度在98％以上,机械强度高的支撑体.