基于低品位凹凸棒石黏土的陶瓷膜支撑体制备

多孔陶瓷膜支撑体是陶瓷膜制备与应用的基础,是支撑膜层的关键因素,为陶瓷膜提供一定的机械强度和耐腐蚀性能。由于支撑体材质单一,原料不易烧结且造价成本高等原因,各国学者开始寻找一些新的、更廉价的原料(如硅藻土、粘土、高岭土、粉煤灰等)来代替氧化铝作为制备支撑体的原材料,并取得了一定的进展。本工作采用低品位凹凸棒石黏土制备多孔陶瓷膜支撑体,系统研究了原料配比、成型压力、烧结温度和添加剂对支撑体性能的影响。结果表明:凹凸棒石黏土中加入适量的氧化铝作为骨料,能够有效阻止支撑体在烧结过程中的过度收缩,使其收缩率由(30±0.12)%降低到(3.1±0.05)%,支撑体的机械强度和孔隙率大幅增加。支撑体孔隙率随造孔剂添加量增加而增大,机械强度随造孔剂添加量增加而降低。支撑体的机械强度随成型压力增加而变大,孔隙率随成型压力增加而减少。支撑体的机械强度随烧结温度的升高而增大,当烧结温度超过750 ℃时,凹凸棒石黏土结构开始坍塌,支撑体致密化开始形成,孔隙率显著降低。当凹凸棒石黏土含量为 63%,氧化铝含量为 29%,造孔剂含量为6%,干压压力为10 MPa,烧结温度700 ℃时,支撑体性能最优,平均机械强度为(18.11±1.83) MPa,孔隙率为(45.94±0.49)%。

Preparation of Low Grade Attapulgite Clay Porous Supports for Ceramic Membranes