硅藻土载银无机膜材料的制备与应用研究

摘要

无机膜因其热稳定性好,化学稳定性高,孔径均匀,耐压强度大,分离性能好而具有广泛的应用.目前,国内外普遍应用的是氧化铝陶瓷无机膜,虽强度较好,但孔径分布较宽,且孔径因制备工艺不同差异较大,影响了无机膜使用范围.近年来国内外对硅藻土型无机膜已有一定的研究,取得了一定的成绩,但至今还没有找到一种制备这类膜的理想方法.本文用精选后的腾冲硅藻土来制膜,力求使膜的孔径分布均匀,同时用氧化银来改性硅藻土来改变硅藻土对氨的吸附能力,提高氨/水分离效果.通过正交实验分析方法,确定了硅藻土超声波精选最佳工艺:料浆浓度为15﹪,酸度为5.25﹪,超声振荡时间为90min.同时对精选的硅藻土进行了扫描电镜分析和X衍射分析.分析结果表明,精选后的硅藻土孔隙清晰,其主要组成为非晶态SiO<,2>,同时含有极少量的晶态SiO<,2>.为了提高硅藻土对氨的吸附能力,制备了纳米级Ag<,2>O,用其对硅藻土进行改性.电镜检测结果表明,制得的Ag<,2>O已达到纳米级.用制得的Ag<,2>O对硅藻土进行改性,从X衍射图上可以看出,当烧结温度高于300℃时,Ag<,2>O就会转化为Ag,并与硅藻土结合.用这种材料进行了禽流感病毒吸附灭活实验,结果表明Ag对病毒有明显的灭活作用.然后再用银改性的硅藻土作为膜材料,在陶瓷支撑体上进行浸渍涂膜,烧结后得银改性硅藻土型膜件.制膜过程中得出粘结剂用量及烧结温度和膜孔径的分布关系:粘结剂用量增加,膜的大孔减少,小孔增加;烧结温度增加,大孔增加,小孔减少.后用这种膜件进行了初步的氨/水分离实验.结果表明,经过这种膜分离后氨的脱除率可达75﹪,而能耗及操作费用低,和其它的氨氮废水脱除法比较有明显的优势.

目录

文摘

英文文摘

前言

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第一章绪言

1.1无机膜的应用与发展

1.2无机膜的分类

1.3无机膜的特征及制备无机膜的微孔材料

1.3.1无机膜的特征

1.3.2无机膜材料

1.4无机膜的一般制备方法

1.4.1烧结法

1.4.2溶胶-凝胶法

1.4.3阳极氧化法

1.4.4分相法

1.4.5放射粒子径迹刻蚀法

1.5无机膜在水处理中的应用

1.5.1无机膜的应用概况

1.5.2在废水处理中的应用

1.5.3无机膜在废水处理中的应用展望

1.6论文研究的目的和意义

1.7论文研究的主要内容

第二章膜材料的制备

2.1硅藻土的应用概况

2.2硅藻土的精选实验

2.2.1原理

2.2.2仪器及试剂

2.2.3原料制备

2.2.4精选过程

2.2.5不同条件下精选效果的讨论

2.2.6硅藻土X-衍射和能谱分析的讨论

2.3硅藻土精选工艺的确定

2.3.1实验步骤

2.3.2不同条件下上层硅藻土特性及精选

2.3.3硅藻土超声波精选工艺

2.3.4测加酸后的交界点

2.4精选硅藻土全分析

2.4.1动物胶凝聚重量法测SiO2含量

2.4.2精选硅藻土中铁含量的测定

2.4.3精选硅藻土上层中的铝含量的测定

2.4.4精选硅藻土中Ca，Mg的测定

2.4.5硅藻土烧失量的测定

2.4.6精选硅藻土其含量比较

2.4.7真密度测定

2.5普通氧化银的制备

2.5.1氧化银的主要用途

2.5.2普通氧化银的制备

2.5.3数据记录

2.6纳米级氧化银的制备

2.6.1原理

2.6.2制备步骤

2.6.3数据记录

2.6.4制得的氧化银的电镜图片

2.6.5制备经验小结

第三章膜材料的制备及应用研究

3.1硅藻土改性

3.1.1精选硅藻土的改性原理

3.1.2主要实验仪器及实验步骤

3.1.3混和膜材料的X衍射及电镜分析

3.2载银硅藻土对禽流感病毒的吸附或杀灭作用研究

3.2.1禽流感病毒简介

3.2.2血凝试验原理

3.2.3试验材料与血凝试验方法

3.2.4实验结果分析及讨论

3.3膜的制备

3.3.1粘结剂加入量对微孔分布的影响

3.3.2烧结温度对孔径分布的影响

3.4膜的分离性能研究

3.4.1氨水中氨含量的分析

3.4.2结果讨论

第四章总结

参考文献

致谢

附件

附录B(攻读学位期间发表论文)