AlO陶瓷微滤膜的制备及表征方法研究

摘要

该文主要建立了一套用于无机微滤膜性能测试与表征的检测装置与方法,研究了固态粒子烧结法制备无机微滤膜的工艺条件,以所建立装置测定膜的孔径大小与分布、孔隙率和通量,同时对膜的微观结构进行表征(SEM法),得到了完整无缺陷、孔径大小和孔隙率等膜性能可调控的无机微滤膜.首先结合实验室条件建立陶瓷微滤膜孔径大小及分布的测试装置与方法,通过Origin软件对数据进行加权处理,并将得到的结果与南京工业大学膜科学与技术研究所的处理结果相比较,结果表明建立的装置与数据处理方法准确可靠;改进国标法测试陶瓷孔隙率的装置和方法,比较抽真空法和煮沸法的区别,结果表明抽真空法更准确可靠;建立气体输送法测定膜通量装置;并于试验后发现鸡蛋清法测超率膜的截留率不宜用于微滤膜.然后考察了固态粒子烧结法制备氧化铝微滤膜的工艺条件.实验表明,不同添加剂的粒度大小对膜性能有显著影响,添加剂粒度越细,所得膜孔径越小,分布越窄;通过调节致孔剂、烧结助剂的种类和用量,烧结温度、保温时间和升温速率等影响因素可以调控膜的性能.各种影响因素相互制约,尤其在致孔剂含量较高时(>20％),要严格控制烧结初期的升温速率,以确保制得无缺陷膜.因此在膜的制备时要根据不同膜的用途综合考虑各种影响因素.实验制得的微滤膜最可几孔径0.26 μ m,孔隙率32.15％,0.2Mpa压力下水的通量为488.5L/(m<'2>·h),所制得的膜既可用作微滤膜,也可用作超滤膜的载体.

目录

文摘

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第一章绪论

1.1课题的提出

1.2无机陶瓷膜的发展历史与国内外研究进展

1.3无机陶瓷膜的特点、分类及制备方法

1.3.1无机陶瓷膜的特点

1.3.2无机陶瓷膜的分类

1.3.3无机陶瓷膜的制备方法

1.4无机陶瓷膜的应用现状及前景

1.4.1在液、气体分离方面的应用

1.4.2在工业废水处理中的应用

1.4.3在催化领域中的应用

1.5本课题的主要研究目的及意义

1.6本课题的主要研究内容及方法

第二章表征体系的建立

2.1引言

2.2实验药品和仪器

2.2.1实验药品

2.2.2实验仪器

2.3气体泡压法测定膜孔径结构装置的建立

2.3.1测定原理

2.3.2测定装置的建立

2.3.3测定步骤

2.4孔隙率测定装置的建立

2.4.1吸水率法测定微滤膜的孔隙率原理

2.4.2吸水率法测定微滤膜的孔隙率实验步骤

2.5通量(过滤速率)的测定

2.5.1循环泵法测微滤膜通量

2.5.2气体输送法测微滤膜通量

2.6鸡蛋清法测微滤膜的截留率

2.7结果与讨论

2.7.1孔径大小及分布的测定

2.7.2抽真空法与煮沸法测孔隙率的优化选择

2.7.3气体输送法测定通量受压力的影响

2.7.4截留率的测定

2.8本章小结

第三章膜的制备及性能表征

3.1实验药品和仪器

3.1.1实验药品

3.1.2实验仪器

3.2微滤膜的制备

3.2.1膜的制备工艺

3.2.2原料的筛分

3.2.3试样的制备

3.2.4膜的烧结过程

3.3微滤膜的表征

3.3.1表征前膜的预处理

3.3.2粉体粒径的测定

3.3.3气体泡压法测定膜的孔径大小及分布

3.3.4吸水率法测定膜的孔隙率

3.3.5纯水通量的测定

3.3.6 SEM法测定膜的微孔结构

3.4结果与讨论

3.4.1成型压力的影响结果

3.4.2致孔剂对膜孔性能的影响

3.4.3烧结助剂对膜孔性能的影响

3.4.4升温烧结程序对膜孔性能的影响

3.5本章小结

第四章结论

致谢

参考文献

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