【摘要】：以黃土為原料,采用滾壓成型法制備陶瓷膜支撐體,選取鋁礬土作鋁源添加劑,白云石作造孔劑,在理論最佳硅鋁比時,研究了燒結(jié)制度對支撐體的性能影響;采用Design Expert v8.0.6設(shè)計了三因素(鋁礬土、黃土和滑石粉)三水平的響應(yīng)試驗,研究各因素對支撐體性能的影響;探究了石墨作為造孔劑對支撐體的性能影響。采用萬能材料試驗機,自組裝置,壓汞儀,SEM,XRD等對成品的機械強度,純水通量,孔喉半徑和分布范圍,表面形貌,物相組成等性能進行測試表征。結(jié)果表明:燒結(jié)溫度及保溫時間與支撐體純水通量及抗折強度均呈正相關(guān),鋁礬土、黃土、白云石按56.8 wt%、39.2 wt%、4 wt%的配比在燒成溫度1140℃下,保溫9 h可制成純水通量4023.73 L·m~(-2)·h~(-1)·bar~(-1),平均孔喉半徑2.466μm,孔隙率28.09%,抗折強度30.24 MPa,酸(堿)腐蝕2.27%(0.1%)的陶瓷支撐體;通過BBD模型優(yōu)化確定最佳配比為鋁礬土添加量40 wt%,白云石添加量10 wt%,滑石粉添加量8 wt%,此時支撐體抗折強度為45.37 MPa,純水通量為8482.781 L·m~(-2)·h~(-1)·bar~(-1),平均孔喉半徑為25.154μm,孔隙率為8.8%。其主要晶相為石英,剛玉,莫來石,鈉長石,α-石英,堇青石,氧化鋁鉻。SEM圖像顯示其表面小孔數(shù)量多且分布均勻,聯(lián)用EDS能譜確定SEM所觀察到的晶體為細(xì)長的針狀和放射簇狀莫來石晶體;石墨可以改善支撐體的孔結(jié)構(gòu)和透水性,在燒成溫度為1080℃,1100℃和1120℃時,純水通量都隨石墨添加量的增加而增大,抗折強度反之,化學(xué)穩(wěn)定性表現(xiàn)為耐酸不耐堿。確定最佳工藝條件為石墨添加量6 wt%,燒成溫度1100℃,此時支撐體抗折強度為43.503 MPa,純水通量為847.203 L·m~(-2)·h~(-1)·bar~(-1),孔隙率為16%,平均孔喉半徑為2.388μm,酸(堿)腐蝕率為1.0773%(0.361%)。SEM圖中觀察到了透輝石,石英,磷鋁石以及鈣長石晶體,與XRD的物相表征一致。圖35幅,表9個,參考文獻54篇。
【圖文】：

多孔多通道陶瓷膜支撐體

膜的應(yīng)用要求高，不僅要有高的滲透率，低的跨膜阻力，并且要有下的孔徑，所以其制備工藝有一定的難度。在實際應(yīng)用中，其滲透率就越低[5]。因此，很多陶瓷膜均制成復(fù)合型的多層結(jié)構(gòu)，如圖 1一定強度和厚度（大約幾毫米厚）的載體層，以支持陶瓷膜層不致體上附有孔徑很小，厚度很薄的膜層，以實現(xiàn)無機陶瓷膜的分離作之間還可以存在一層或多層的中間過渡層。從制備工藝來看，載體不高，，可以采用粒度較大的粉體。文中作者主要探究支撐體的材料圖 1-1 多孔多通道陶瓷膜支撐體
【學(xué)位授予單位】：西安工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TQ051.893;X703

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本文編號：2706967