發(fā)布時間：2020-04-01 18:01

【摘要】：以純黃土為原料,采用滾壓成型法制備單管式無機陶瓷膜支撐體。研究了不同粒徑純黃土原料對支撐體的性能影響;選取α-Al_2O_3、MgO、CMC的加入量三個因素設(shè)計正交實驗;探究了高嶺土、膨潤土兩個添加劑對支撐體的性能影響;并利用TG-DTG、壓汞儀、SEM、XRD、自制裝置等對支撐體的性能進(jìn)行測試表征,結(jié)果表明:(1)以80目、200目、300目篩網(wǎng)過篩后的純黃土為原料制作支撐體時,隨著純黃土原料中值粒徑越大,支撐體抗折強度呈現(xiàn)遞減趨勢,純水通量呈現(xiàn)遞增趨勢;粒徑越小,支撐體耐酸堿腐蝕性能越好,越趨于穩(wěn)定;最終選擇1115℃為純黃土的燒結(jié)溫度,200目篩網(wǎng)過篩后的黃土為原料粒徑,此時抗折強度為39.47MPa,純水通量為2009L/(m~2·h·bar)。(2)由孔徑分布圖可知,200目篩網(wǎng)過篩黃土(粒徑為38.78μm)后,支撐體中值孔徑為4231nm,平均孔徑為1699.1nm,孔隙率為17.5659%,孔徑為2448.6nm-3805.3nm的主峰孔體積占全部孔體積的90%以上,符合作為支撐體原料的條件。(3)確定正交實驗燒結(jié)溫度分為3個階段:室溫-200℃,以3℃/min的升溫速率升溫,并保溫1h;200℃-700℃之間以0.5℃/min的升溫速率緩慢升溫,并保溫2h;800℃-1180℃之間以1℃/min升溫速率升溫,并保溫3h,最后隨爐冷卻至室溫;由正交實驗可得,影響支撐體純水通量的因素為CMCAl_2O_3MgO,影響支撐體抗折強度的因素為Al_2O_3CMCMgO,綜合考慮,確定最佳組合,即氧化鋁添加量為15%,CMC添加量為6%,氧化鎂添加量為0.5%。(4)正交實驗確定的最佳組合機械強度為55.66MPa,純水通量為83629.27L/(m~2·h·bar),中值孔徑為19880.3nm,其中主峰孔體積占總孔體積的95%以上,主峰孔徑分布范圍為8544.6nm-52230.5749nm,孔徑分布較寬,孔隙率28.7%,以石英相、鈣長石相、莫來石相、堇青石相、方石英相為主。(5)確定膨潤土添加量為6%,燒結(jié)溫度為1120℃,此時支撐體的抗折強度為45.7MPa,純水通量為1087L/(m~2·h·bar),中值孔徑為2469.71nm,主峰孔徑分布范圍為374.6nm-4617.7nm,基本為大孔,孔隙率15.6%。主晶相為方石英和莫來石。(6)確定高嶺土添加量為4%,燒結(jié)溫度為1120℃,此時支撐體的抗折強度為67MPa,純水通量為1465L/(m~2·h·bar),中值孔徑為3568.4nm,主峰孔徑分布范圍為1416.59nm-5532.03nm,孔隙率16.6746%,主晶相為石英和莫來石。
【圖文】：

西安工程大學(xué)碩士學(xué)位論文渡[5]，如圖 1-1 是多孔復(fù)合膜微結(jié)構(gòu)圖，a 為支撐體，厚度一般為 1-5mm為 10-15um 左右，支撐體材料需要高的機械強度，陶瓷膜的主體形狀和幾撐體決定。b 是過渡層，厚度一般為 10-100um，孔徑為 0.5-1.5um，其作層鍍膜使用的溶膠離子滲透到孔徑大的支撐體中。c 是由溶膠凝膠法制備厚度小于 10um[6]。圖 1-2 為非對稱陶瓷膜掃描電鏡圖像。

2圖 1-2 非對稱陶瓷膜掃面電鏡圖瓷膜分為外壓式過濾和內(nèi)壓式過濾，因外壓式更有利于清洗，所以大多數(shù)過濾。如圖 1-3 為單通道陶瓷膜管過濾。A 表示液體滲透流入的外表面，陶瓷膜的內(nèi)表面。從 A-B 依次為表層膜、過渡層和支撐體。污水從外表膜管內(nèi)通道，在 A、B 間壓差作用下，濾液從內(nèi)通道兩端流出。
【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】：2018
【分類號】：TQ051.893

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2610780