非對稱陶瓷膜的制備及性能表征.pdf

1、非對稱陶瓷膜是包含支撐體層及中間過渡層、過濾層和改性過濾層的兩層及以上結(jié)構(gòu)構(gòu)成的層狀復(fù)合膜，既能形成一種無缺陷、具有分離功能的頂層過濾膜，同時又減少膜的滲透阻力，保證膜的機械強度和滲透通量，具有工業(yè)實用價值。本文制備了碳化硅、莫來石/碳化硅以及氧化鋁多孔陶瓷支撐體，使用Makipirtti-Meng經(jīng)驗速率方程分析其燒結(jié)動力學(xué)，并對物相、微結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能和過濾性能等進行了研究，探討了支撐體的低溫?zé)乒に嚰斑^渡層和過濾層的涂覆工藝，并發(fā)明

2、了一種制備γ-Al2O3超濾膜的簡易方法。
　　使用固相粒子燒結(jié)法制備了碳化硅多孔陶瓷支撐體，通過X射線衍射(XRD)進行物相分析，場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)進行形貌觀察，并對其力學(xué)性能進行了測量。同時使用Makipirtti-Meng經(jīng)驗速率方程和階梯等溫收縮數(shù)據(jù)分析碳化硅多孔陶瓷燒結(jié)活化能。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，樣品的燒結(jié)過程可以分為兩個階段:1150-1250℃和1250-1400℃，其燒結(jié)活化能Q分別為55.4和325.4kJ

3、/mol，其燒結(jié)機理分別為氧化物的產(chǎn)生和燒結(jié)。使用原位反應(yīng)生成法制備莫來石/碳化硅復(fù)合陶瓷，對其性能研究發(fā)現(xiàn)莫來石的存在對碳化硅陶瓷有明顯的強化作用，最佳的制備工藝為添加10wt％的Al(OH)3，在1350℃燒結(jié)4h。
　　使用添加造孔劑的方法制備了氧化鋁多孔陶瓷支撐體，通過添加一定量的Al(OH)3對基體的力學(xué)性能進行優(yōu)化，研究表明最佳的Al(OH)3添加量為5wt％，且其孔隙率和抗彎強度均隨燒結(jié)溫度的升高而升高。同時，使用浸

4、漬涂覆法在氧化鋁支撐體上制備了粒徑為5μm的中間過渡層和粒徑為1μm的過濾層，通過對其力學(xué)性能、顯微結(jié)構(gòu)、滲透通量和孔徑分布的研究發(fā)現(xiàn)，過渡層的最佳燒結(jié)工藝為，在1400℃燒結(jié)2h，過濾層的最優(yōu)化燒結(jié)工藝為，在1200℃燒結(jié)2h。
　　針對溶膠-凝膠法制備γ-Al2O3超濾膜的傳統(tǒng)工藝中，需要通過復(fù)雜的水解、膠溶反應(yīng)以制得勃姆石膠體系統(tǒng)的問題，本文采用一種簡易的方法，只通過水溶性高分子聚合物與硝酸鋁配比的調(diào)節(jié)及燒結(jié)工藝的控制以制備