水處理用SiC-,w-復(fù)合陶瓷膜的制備研究.pdf

1、SiC<,w>(碳化硅晶須)復(fù)合陶瓷膜是由多孔陶瓷支撐體和SiC<,w>復(fù)合膜層構(gòu)成，是將傳統(tǒng)陶瓷膜從微觀結(jié)構(gòu)上進行改良所得到的一種新型復(fù)合陶瓷膜材料，具有多孔陶瓷過濾材料、陶瓷膜及陶瓷纖維過濾材料的多重優(yōu)點，可用于水處理等領(lǐng)域。SiC<,w> 復(fù)合陶瓷膜尚未見文獻報道，本文對其制備和性能進行了初步探討。 本文以異丙醇鋁和SiC<,w>為原料，采用溶膠.凝膠工藝制備了SiC<,w>復(fù)合陶瓷膜。首先對 SiC<,w>在水溶液中進

2、行分散；然后在異丙醇鋁水解的同時加入已分散好的SiC<,w>懸浮液，制成穩(wěn)定透明的溶膠；再采用浸漬涂膜法在自制支撐體上進行膜層的涂覆；最后經(jīng)過凝膠化、干燥和燒結(jié)制得SiC<,w>復(fù)合陶瓷膜。 在SiC<,w>分散實驗中，在SiC<,w>含量為0.6wt％的條件下，以去離子水為分散介質(zhì)，研究了分散劑的種類、pH值及分散劑的投加量對SiC<,w>分散效果的影響；在溶膠制備實驗中，以異丙醇鋁(1mol)為前驅(qū)體水解，在水解的同時加入

3、分散好的SiC<,w>懸浮液，使其在溶膠中均勻分散；并研究了催化劑用量、加水量、水解溫度和SiC<,w>含量等因素對溶膠粘度的影響；將制備的溶膠經(jīng)過涂膜、凝膠化、干燥和燒結(jié)制得SiC<,w>復(fù)合陶瓷膜；同時對制備的膜層的顯微結(jié)構(gòu)進行了掃描電鏡分析，還對SiC<,w>復(fù)合陶瓷膜的基本性能進行了測試；得到了溶膠粘度、SiC<,w>的含量和浸涂次數(shù)對SiC<,w>復(fù)合陶瓷膜性能的影響關(guān)系。 實驗結(jié)果表明：(1) 在SiC<,w>分散

4、實驗中，在SiC<,w>含量為0.6wt％的條件下，當懸浮液的pH值為11.0、分散劑為 AMP-95、其用量為 0.10wt％時，能夠制得穩(wěn)定的懸浮液上清液，其濁度為 995FTU。(2)在溶膠制備實驗中，溶膠的粘度在74.86-75.17mPa·s 較為適宜，粘度太高表明各組分沒有充分反應(yīng)或分散，粘度太低則會影響膜層在支撐體上的涂覆，從而影響復(fù)合膜的厚度、孔徑等性能。當催化劑 HNO<,3>的用量(摩爾比)為0.24時，溶膠的粘度為

5、74.86mPa·s；當加水量(摩爾比)為120時，溶膠的粘度為75.17mPa·s；當水解溫度為 85℃時，溶膠的粘度為74.95mPa·s；當SiC<,w>的含量為1.00wt％時，溶膠的粘度為74.92mPa·s。(3)復(fù)合膜的清水通量隨溶膠粘度的增大而增加；隨著SiC<,w>含量的提高，復(fù)合膜的顯氣孔率逐漸變大；當SiC<,w>的含量為1.00wt％時，抗彎強度最大為16.00MPa/m<'2>。(4)當浸涂次數(shù)為 2 時，膜層