硝酸对AlOOH溶胶流变特性的影响

为控制氧化铝陶瓷膜制备中的涂膜工艺,以异丙醇铝为原料,硝酸为胶溶剂,制备了AlOOH溶胶。通过旋转流变仪、Zeta电位分析仪等表征手段,研究了硝酸用量对AlOOH溶胶流变特性的影响。结果表明,硝酸与异丙醇铝摩尔比R(n(HNO₃):n(Al(C₃H₇O₃)₃))为0.3~0.6时,AlOOH溶胶表现出假塑性流体特征。通过Herschel-Bulkley模型拟合流变测试数据得到的流动指数随着R的增大而减小,稠度系数随之增大;振幅扫描中储能模量(G′)与损耗模量(G″)均随着R增大而上升;频率扫描中G′与G″的交点随着R的增大而逐渐靠近低频。随着R的增大,AlOOH溶胶假塑性增强,稠度增大,弹性与黏性均上升,更易转变为凝胶。当R≥0.7时已经转化为凝胶,不再符合流体规律。Zeta电位的高低影响AlOOH溶胶的分散性,进而影响上述现象。     

TiO2溶胶流变及涂膜性能的研究

以钛酸丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备Ti(OH)₄溶胶。通过旋转流变仪作为主要表征手段,对Ti(OH)₄溶胶的黏度、流动性能、涂膜性能进行分析,研究了R(nCH₃COOH∶nH₂O)值对Ti(OH)₄溶胶流变特性的影响,阐述了溶胶流变性和涂膜性能的相关性。结果表明：当R逐渐增大至1.2～1.8时,Ti(OH)₄溶胶表现为Bingham流体,初始黏度从0.270 Pa·s下降至0.156 Pa·s,流动系数接近于水;在R值低于0.9时,Ti(OH)₄溶胶表现为HerschelBulkley流体,初始黏度从0.304 Pa·s上升至3.011 Pa·s,流动系数从0.724下降至0.419。在R=0.9时,涂膜效果最佳,膜厚度约为10μm,表面光滑完整,对结晶紫的去除率可达95.5%。     

硝酸对溶胶-凝胶法制备AlOOH胶粒粒度的影响

为获得孔径可控的氧化铝滤膜,以异丙醇铝为原料,硝酸为胶溶剂,使用溶胶-凝胶法制备了AlOOH溶胶,并通过纳米粒度仪、Zeta电位等表征手段,研究了硝酸用量对AlOOH胶粒粒度及粒度分布的影响。结果表明,硝酸与异丙醇铝摩尔比R(n(HNO₃):n(Al(C₃H₇O₃)₃))为0.2~0.7时,随着R增大,AlOOH胶粒的平均粒径从66.69 nm(R=0.2)增大到138.80 nm(R=0.7),其粒度分布曲线的半高宽(FWHM)由144.62 nm增加到267.74 nm。AlOOH溶胶的粒度增大不是由颗粒团聚引起的,而是硝酸加入增大了异丙醇铝水解反应常数,使单位体积内能发生缩聚的中间产物增加,从而促进了AlOOH胶粒的生长。     

TiO2-Al2O3复合粉体的制备及光催化性能

Al₂O₃陶瓷膜在过滤染料废水过程中容易被染料大分子堵塞,导致Al₂O₃陶瓷膜水通量下降。以钛酸丁酯、异丙醇铝为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备Ti(OH)₄-AlOOH复合溶胶,经450 ℃烧成获得TiO₂-Al₂O₃复合粉体。以SEM、纳米粒度/电位仪作为主要表征手段,研究了不同Ti(OH)₄和AlOOH摩尔比对复合溶胶粒径分布的影响,进而探究TiO₂-Al₂O₃复合粉体的光催化性能。结果表明,Ti(OH)₄和AlOOH摩尔比为0~0.4时,随着Ti(OH)₄和AlOOH摩尔比的增大,胶粒的平均粒径从67.5 nm减小到34.0 nm,Ti(OH)₄-AlOOH复合溶胶的电位从43 mV升高至53 mV。当Ti(OH)₄和AlOOH摩尔比为0.4时,复合粉体对结晶紫的去除率高达79.3%,反应速率常数增大到了0.018 min^-1。TiO₂-Al₂O₃复合粉体制备的陶瓷膜能有效降解表面沉积的大分子,解决了陶瓷膜堵塞的问题。     

聚乙烯醇对溶胶—凝胶法氧化铝陶瓷膜制备的影响

为控制溶胶 - 凝胶法中的 AlOOH 溶胶涂膜工艺,以聚乙烯醇 (PVA) 为增稠剂调控 AlOOH 溶胶的流变性能,制得了 Al₂O₃陶瓷膜,并通过旋转流变仪、热重分析仪、SEM 表征 PVA 对 AlOOH 涂膜及 Al₂O₃陶瓷膜的影响。PVA 的加入量会增加 AlOOH 的黏度与假塑性,加快凝胶速率,从而使涂膜后的厚度增加;适量的 PVA 可使 AlOOH 粘附力更强,膜层更完整,当 PVA 加入量大于 0.5 wt% 时,因黏度太大而使涂膜不均而导致凝胶膜开裂。最适 PVA 加入量为 0.3wt%,此时 Al₂O₃膜最完整,厚度约为 9 μm,水通量为最低的 166.2 L/(m²·bar·h),通过 PVA 可以显著调节 AlOOH溶胶的涂膜效果。