低成本新型多孔陶瓷膜支撑体的制备及性能

本工作以黄土及粉煤灰为骨料,羧甲基纤维素(CMC)为粘结剂,甲基丙烯酸甲脂(PMMA)为造孔剂,采用滚压成型法和粒子烧结法制备粉煤灰/黄土复合无机陶瓷膜支撑体.通过X射线衍射(XRD)仪、扫描电镜(SEM)、压汞法、三点弯曲法、质量损失法以及自制装置对支撑体的物相组成、显微结构、孔隙率及孔径分布、抗折强度、酸碱腐蚀率及纯水通量进行表征和测试,系统分析了支撑体的结构和性能.结果表明:随着PMMA含量增加,支撑体的孔隙率、纯水通量及酸碱腐蚀率逐渐上升,抗折强度逐渐降低;在烧结温度为1130℃、保温时间为2.5 h、PMMA添加量为8％时,制备出纯水通量达到3165.13 L/(m2·h·MPa),孔隙率达到26.43％,平均孔径为4.88μm,抗折强度达到27.33 MPa,酸/碱腐蚀率为1.15％/1.10％的低成本、高性能复合无机陶瓷膜支撑体.     

烧结助剂CuO掺杂对黄土基陶瓷支撑体性能的影响

采用传统固相烧结法制备黄土基陶瓷支撑体,利用X射线衍射仪、扫描电镜等探讨烧结助剂CuO对陶瓷晶相结构、微观形貌及宏观性能的影响规律,测定了样品的抗折强度、水通量、酸碱腐蚀率等性能指标。结果表明:添加CuO能有效降低黄土基陶瓷支撑体的烧结温度。支撑体微观晶相组成主要为石英、蓝晶石和尖晶石。在固液传质作用下,陶瓷晶粒明显长大,形状改变。烧结温度为1030℃,保温2h,添加1.5wt%烧结助剂CuO的条件下制备出的管状支撑体综合性能最优,此时支撑体的抗折强度为32.19MPa、纯水通量为1590.02L·(m~2·h·MPa)~(-1)、酸碱腐蚀率为0.01/0.009。     

烧结制度对铝矾土/黄土基支撑体性能影响

试验以铝矾土和黄土为骨料,白云石为成孔剂,采用滚压成型法和固态粒子烧结法制备低成本无机陶瓷膜支撑体,并探究烧结制度对支撑体性能的影响。通过X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、压汞法、三点弯曲法、质量损失法、自制纯水渗透率测定装置等方法对支撑体的晶相变化、微观形貌、孔隙率、抗折强度、酸碱腐蚀率、纯水渗透率进行分析表征。结果表明:支撑体晶相组成主要为刚玉(Al_2O_3)、石英(SiO_2)、莫来石(3Al_2O_3·2SiO_2)和钙长石(CaO·Al_2O_3·6SiO_2);烧结温度为1 140℃,保温9 h制备出的支撑体综合性能最优,此时的支撑体纯水渗透率为4.02 m~3/(m~2·h·MPa),抗折强度为30.24 MPa,孔隙率为28.59%,耐酸、碱腐蚀率分别为97.73%和99%。     

石墨添加量对黄土基陶瓷膜支撑体性能的影响

以黄土为骨料,石墨为成孔剂,采用滚压成型法和固态粒子烧结法制备低成本无机陶瓷膜支撑体,并探究了石墨添加量对支撑体性能的影响。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、压汞法、三点弯曲法、质量损失法和自制纯水渗透率测定装置等方法对支撑体的晶相变化、微观形貌、孔隙率、抗折强度、酸碱腐蚀率和纯水渗透率进行了分析表征。结果表明,支撑体的晶相组成为α-石英(α-SiO2)、钠长石(Na2O·Al2O3·6SiO2)、透辉石(CaMg(SiO3)2)、钙长石(CaO·Al2O3·2SiO2);在烧结温度为1100℃,石墨添加量为6%(质量分数)时,制得支撑体抗折强度高达43.50 MPa,纯水通量为847.20 L/(m^2·h·MPa),孔隙率为16.11%,孔隙中值半径为2.39μm,酸(碱)腐蚀率为1.08/0.36%。