烧结制度及造孔剂用量对粉煤灰基多孔陶瓷膜支撑体性能的影响

以粉煤灰为原料,采用挤压成型和固态粒子烧结法制备管状粉煤灰基多孔陶瓷膜支撑体.采用TG-DSC技术对粉煤灰进行了热分析,采用SEM和XRD技术对样品的微观结构及物相组成进行了分析,并测定了样品的开孔率、抗压强度及空气渗透速率等性能指标.研究了烧结温度、保温时间和造孔剂添加量对支撑体性能的影响.结果表明:支撑体晶相组成主要为赤铁矿、红柱石和石英;烧结温度为1000 ℃,保温2 h,仅添加1%的粘结剂,不添加造孔剂的条件下制备出的管状支撑体综合性能最优,此时的支撑体孔隙率为44.95%,抗压强度为8.92 MPa,空气渗透速率为2.57×104 m3·h-1·m-2·MPa-1.     

高铝粉煤灰制备陶瓷膜支撑体的性能研究

粉煤灰是电厂燃烧煤之后的固体废弃物,粉煤灰的高附加值应用是国家重点扶持的一个方向。采用高铝粉煤灰制备多孔陶瓷支撑体可以代替氧化铝多孔陶瓷在污水处理、固液分离等方面的应用,可以大大减少成本。以高铝粉煤灰为原料,分别使用淀粉和碱式碳酸镁作为造孔剂,羧甲基纤维素钠(CMC)为粘结剂,采用模压法成型,分别在1200~1500℃烧结下制备5组不同含量的多孔陶瓷样品,并测试其孔隙率、收缩率、气通量、水通量、抗折强度等性能。实验结果表明,烧结温度和造孔剂的种类和含量对多孔陶瓷的性能影响显著。碱式碳酸镁造孔作用明显优于淀粉,且随着造孔剂含量的增高,孔隙率、气通量、水通量逐渐升高,抗折强度略有降低。随着烧结温度的提高,气通量、水通量先升高后降低,在1350℃时达到最大值4854.24m~3/(m~2·h·bar)、48.61m~3/(m~2·h·bar)。综合考虑,造孔剂为20%碱式碳酸镁在1350℃温度下烧结2~3 h,作为多孔陶瓷支撑体性能最佳。     

SiO2基多孔陶瓷膜支撑体的制备

以海泡石矿物为原料,通过干压成型制备了氧化硅( SiO2)基多孔陶瓷膜支撑体,研究了烧成温度对制备试样的物相组成、微观结构、平均孔径、孔隙率、纯水渗透通量和抗弯强度的影响.结果表明,经1100 ～ 1200℃保温2h烧成制备的SiO2基多孔陶瓷支撑体试样主要由石英主晶相和少量滑石晶相组成,具有良好的结构与性能,可用于SiO2复合陶瓷膜的制备.1200℃烧成制备的试样孔隙率和平均孔径分别为31.4％和1.72 μm,其水通量和抗弯强度分别可达到20.30 m3·m-2·h-1·bar-1和61.0 MPa.     

堇青石质多孔陶瓷的制备及性能研究

采用氧化铝、烧高岭、烧滑石为原料,可溶于水的有机物质尿素作为造孔剂,TiO2为添加剂,于6MPa压力下干压成形,1350℃下保温60min进行烧成,制备出以堇青石为主晶相的多孔陶瓷体。通过XRD分析手段对不同温度合成堇青石主晶相进行了分析,并用SEM观察了烧结后多孔陶瓷的微观结构。探讨了可溶性造孔剂用量、TiO2添加量、烧成制度等因素对堇青石质多孔陶瓷性能的影响。制备的多孔陶瓷体气孔率接近于70%,抗压强度达到3.310MPa。     

黄土-粉煤灰陶瓷膜支撑体的制备及表征

以洛川黄土为主要原料,粉煤灰为添加剂,通过滚压成型法和固态粒子烧结法制备黄土基陶瓷膜支撑体。研究了烧结温度及粉煤灰添加量对陶瓷膜支撑体纯水通量、酸碱腐蚀率、孔径分布、晶相组成的影响。结果表明:粉煤灰可以促进支撑体内部孔隙的形成,从而有效增加支撑体孔隙率,在烧结温度为1110℃,粉煤灰添加量为15%时,可制得纯水通量为5365 L/m2·h,孔隙率为32.1%,平均孔喉半径为1.32μm,酸碱腐蚀后质量损失率仅为0.04%、0.06%的黄土基陶瓷膜支撑体。以粉煤灰作为添加剂可生产出成本较低,性能优良的黄土基多孔陶瓷支撑体。     

温度制度及造孔剂用量对煤矸石基多孔陶瓷膜支撑体性能的影响

以工业废弃物煤矸石为原料,通过挤压成型和高温反应烧结法制备了管状煤矸石基多孔陶瓷膜支撑体。考察了在不同温度制度及造孔剂用量的条件下,煤矸石支撑体的抗压强度、开孔率和空气渗透速率等性能的变化情况。分别采用TG-DSC、SEM和XRD技术对煤矸石和支撑体样品进行热分析、微观形貌及物相组成分析。研究表明,温度制度和造孔剂用量很大程度地影响支撑体性能,在烧结温度为1100℃、保温1 h、造孔剂用量为5%的情况下制备的支撑体性能最佳,开孔率为51.23%,抗压强度为4.51 MPa,空气渗透速率为30.12 m~3·h~(-1)·m~(-2)·k Pa~(-1)。     

烧成温度对多孔SiC陶瓷管性能的影响

以SiC为骨料,添加低共熔混合物烧结促进剂,煤粉作为造孔剂,在不同的温度下烧成制备多孔陶瓷管.考察了烧成温度对多孔SiC陶瓷管的孔隙率、气体渗透通量、孔径分布以及抗弯强度等性能的影响,并通过SEM对其结构形貌进行了表征.结果表明:随着烧成温度的提高,孔隙率、气体通量及抗弯强度下降,孔径分布变宽.     

氧化铝添加量对多孔碳化硅支撑体性能的影响

以平均粒径为27.6μm的α-Si C为骨料、亚微米碳化硅和α-Al2O3为助烧剂,采用干压成型法在空气氛围中烧成制备多孔碳化硅支撑体,研究了氧化铝含量对多孔碳化硅支撑体结构及性能的影响。结果表明:当氧化铝添加量为10%(质量分数)、烧成温度为1 450℃时,支撑体的孔径、孔隙率、抗弯强度和纯水通量分别为0.3μm、31.8%、39.1 MPa和786 L·m~(–2)·h~(–1)·bar~(–1)。经过80℃,10%的Na OH溶液中腐蚀4 h后,多孔碳化硅支撑体的抗弯强度仍高于18 MPa。     

烧结助剂对低温制备碳化硅多孔陶瓷性能的影响

分别采用十二烷基苯磺酸钠、氢氧化钠以及NaA分子筛残渣为烧结助剂,碳粉为造孔剂,干压法成型,在1150℃空气气氛下烧结制备碳化硅多孔陶瓷支撑体。考察了助剂添加量对微结构、平均孔径、孔隙率以及抗热震性等方面的影响;分析了添加助剂的低温烧成机理。研究结果表明：三种添加剂均有助于提高支撑体的气体渗透性、抗弯强度和耐热震性;添加NaA分子筛残渣助烧结剂获得的碳化硅多孔陶瓷各项性能最佳,气体渗透率为1300 m³/(m²·h·kPa),强度可达27 MPa,且抗热震性能良好。     

羟基磷灰石多孔陶瓷的制备和性能

本工作采用造孔剂（ＰＦＡ）干压工艺制备羟基磷灰石多孔陶瓷。通过两种造孔剂制得的多孔羟基磷灰石陶瓷性能的对比,发现两种造孔剂可制得多孔羟基磷灰石陶瓷。并借助ＳＥＭ、压汞仪等仪器和设备,对多孔体的性能进行了测试,讨论了造孔剂粒径、添加量及形状对多孔体性能的影响,结果表明：采用碳粉作造孔剂制得的多孔体具有较高的强度,而采用聚甲基丙烯酸甲酯（ＰＭＭＡ）作造孔剂制得的多孔体孔径的可控性高。     

粉煤灰基陶瓷膜支撑体的制备及性能研究

本文以粉煤灰为主要原料,制备了水处理用陶瓷膜支撑体。结合物相组成、显微形貌研究了氧化铝掺量及烧成温度对粉煤灰陶瓷支撑体物理性能的影响。结果表明：当粉煤灰含量为80%,烧成温度为1300℃时,制备的粉煤灰陶瓷支撑体气孔率可达49%、抗弯强度可达23MPa、样品收缩率4.8%、孔径分布均匀、水通量性能表现优异,可作为水处理陶瓷支撑体使用。     

烧成氛围对多孔碳化硅支撑体耐碱性能的影响

以平均粒径为14.7μm的碳化硅为骨料、0.8μm的氧化锆为烧结助剂、7.8μm的石墨粉为造孔剂,采用干压成型法制备了多孔SiC支撑体,研究了空气、先空气后氩气(空气-氩气)、先空气后氮气(空气-氮气)、氩气、氮气烧成气氛围对多孔碳化硅支撑体耐碱性能等的影响。结果表明:在空气-氩气氛围下烧成,得到的多孔碳化硅支撑体综合性能最优。当惰性气氛起始烧成温度为1 100℃、煅烧终温为1 400℃时,制备的多孔碳化硅支撑体的平均孔径为1.9μm,孔隙率为45%,抗弯强度为40 MPa,纯水渗透率为165 m~3×m~(-2)×h~(-1)×MPa~(-1)。经80℃,1%(质量分数)的Na OH溶液腐蚀10 d后,多孔碳化硅支撑体的抗弯强度仍保持在30 MPa。     

莫来石复合陶瓷微滤膜的制备与表征

采用天然矿物莫来石和高岭土为主要原料制备莫来石基复合陶瓷微滤膜,对制备的莫来石支撑体和复合微滤膜进行了结构与性能表征.结果表明,采用莫来石微粉(d50=9.85μm)为主要原料,并加入10%高岭土,可通过干压成型制备多孔莫来石陶瓷膜支撑体.经1250℃保温3h烧成后,支撑体平均孔径和孔隙率分别为2.1μm和46.9%,水通量为9.1m3·m-2·h-1·bar-1,抗弯强度为23.1MPa.通过浸渍涂覆法和固态粒子烧结法在莫来石支撑体上制备了莫来石微滤膜层,优化的浆料制备条件为:固含量10%、pH=11、7%PVA作粘结剂和0.8%PAA作分散剂.制备的莫来石微滤膜层经1200℃保温2h烧成后,平均孔径和厚度分别为0.24μm和18μm,复合微滤膜稳定水通量可达0.83m3·m-2·h-1·bar-1,表现出好的渗透性能,可应用于微滤分离过程.     

泥料含水量对粉煤灰陶瓷膜支撑体性能的影响

泥料含水量是陶瓷生产中的重要参数,会影响陶瓷的收缩率、抗弯强度等性能。以电厂粉煤灰为主要原材料、糊精为造孔剂、羧甲基纤维素为黏结剂,采用挤出成型法制备了管状多孔陶瓷膜支撑体。通过控制陶瓷泥料用水量和烧结保温时间制备了不同支撑体,并对支撑体进行性能表征,考察了泥料含水量和烧结保温时间对支撑体微观结构、收缩率、孔隙率、孔径以及机械强度等性能的影响。结果表明：在水/固质量比质量为0.19时,1 150℃保温烧结2 h获得孔隙率40.5%、抗弯强度23.6 MPa、平均孔径0.41μm的支撑体。制备的支撑体应用于脱硫废水微滤处理,固体悬浮物截留率99.98%。为制备低成本粉煤灰陶瓷膜支撑体提供研究基础,有利于膜法水处理的扩大化应用。     

活性污泥对管式多孔α-Al_2O_3陶瓷膜支撑体性能影响的初步研究

以剩余活性污泥作为支撑体的成孔剂,采用滚压成型及熔膜芯法制备管状多孔α-Al2O3陶瓷膜支撑体,研究了粘结剂羧甲基纤维素(CMC)和活性污泥的加入量对氧化铝陶瓷膜支撑体品质的影响。结果表明,随着成孔剂和粘结剂的增多,支撑体孔隙率和渗透通量呈增大趋势,孔隙率最大可达43.07%,纯水通量在0.4~1.0 MPa压力下变化范围为12 786.67~37 617.84 L/(m2·h·MPa)。     

活性污泥对管式多孔α-Al_2O_3陶瓷膜支撑体性能影响的初步研究

以剩余活性污泥作为支撑体的成孔剂,采用滚压成型及熔膜芯法制备管状多孔α-Al2O3陶瓷膜支撑体,研究了粘结剂羧甲基纤维素（CMC）和活性污泥的加入量对氧化铝陶瓷膜支撑体品质的影响。结果表明,随着成孔剂和粘结剂的增多,支撑体孔隙率和渗透通量呈增大趋势,孔隙率最大可达43.07%,纯水通量在0.4~1.0 MPa压力下变化范围为12 786.67~37 617.84 L/（m2·h·MPa）。     

活性炭掺杂对多孔氧化铝陶瓷支撑体结构及性能的影响

以平均粒径为4μm的a-Al2O3为起始原料、活性炭为成孔剂,通过干压成型法制备片状多孔Al2O3支撑体。研究了活性炭含量对多孔氧化铝支撑体结构和性能的影响。结果表明：活性炭在高温烧成过程中的氧化可显著提高支撑体的孔隙率,进而提高其渗透性能。当活性炭添加量为17％（质量分数）、烧成温度为1450℃时,支撑体的孔隙率、平均孔径、三点抗弯强度和纯水渗透通量分别达到45．8％,2．1μm,44．6MPa和88m3／（m^2·h·MPa）。经过80℃、10％NaOH溶液腐蚀20d后,支撑体的三点抗弯强度仍可以维持在23．4MPa,表明支撑体具有较好的耐碱腐蚀性能。     

低温烧成高纯Al_2O_3多孔陶瓷膜支撑体的制备

为了降低高纯Al2O3(α-Al2O3质量含量≥99%)多孔陶瓷膜支撑体烧成温度,以粒径为30μm的α-Al2O3为原料,分别添加TiO2和TiO2/Cu(NO3)2为烧结助剂,通过干压成型和挤出成型制备片状和管式多孔支撑体。Al2O3-TiO2和Al2O3-TiO2-CuO体系分别在高温下出现的液相低共熔物促进了多孔支撑体的烧结。当氧化铝支撑体中添加0.5%(摩尔分数,下同)TiO2+0.5%Cu(NO3)2后,在1600℃的烧成即可获得机械性能高、渗透性能好和耐酸碱腐蚀性能优异的管式支撑体。在压力为0.1MPa时,支撑体的水渗透通量为12.1m3/(m2·h),弯曲强度为44.5MPa。经过80℃,含10%(质量分数,下同)HNO3的溶液腐蚀800h及80℃,含10%NaOH的溶液1200h后,支撑体的质量损失率分别为1%和0.35%。     

硅藻土基多孔陶瓷的制备

以硅藻土为主要原料,加入天然有机细粉为造孔剂,水玻璃为高温粘合剂,轻质碳酸钙和轻质碳酸镁为添加剂,经半干压成型,常规烧成,制备出了性能优良的硅藻土多孔陶瓷。随着造孔剂的加入量和烧成制度的改变,制品的气孔率、体积密度和抗压强度等性能也随着改变。     

Sol-gel法制备多孔氧化铝及其对甲醛的吸附研究

采用溶胶凝胶法制备出多孔活性氧化铝,采用XRD、热分析等表征手段进行分析,并且研究了造孔剂添加量对氧化铝吸附性能的影响.用静态吸附法研究了不同工艺方法制备的氧化铝对于甲醛的吸附性能,并与高锰酸钾处理的氧化铝进行了比较,结果表明实验制得的活性氧化铝对甲醛吸附性能较好,添加20%造孔剂制备的多孔氧化铝的吸附性能最好.聚乙烯醇(PVA)作为造孔剂能够起到提高多孔活性氧化铝的吸附性能的作用.