本文關(guān)鍵詞：多孔不銹鋼中空纖維膜制備與表征

  更多相關(guān)文章： 多孔膜 不銹鋼 中空纖維 相轉(zhuǎn)化 燒結(jié)氣氛

【摘要】：本文運用改進(jìn)的相轉(zhuǎn)化-燒結(jié)技術(shù)成功制備了性能良好的多孔不銹鋼中空纖維膜,并探討了燒結(jié)氣氛等條件對于不銹鋼中空纖維膜性能的影響。我們采用SEM、XRD、TG A以及壓汞儀等的測試儀器對中空纖維膜進(jìn)行了表征。首先,實驗成功制備了螺旋狀多孔不銹鋼中空纖維膜,我們分別采用316L不銹鋼粉作為膜材料,NMP作溶劑,PSf為有機粘接劑,運用改進(jìn)的相轉(zhuǎn)化-燒結(jié)技術(shù)制備了螺旋狀多孔不銹鋼中空纖維膜。初步探索燒結(jié)工藝對膜性能的影響以優(yōu)化膜的制備工藝。研究發(fā)現(xiàn),在1050-1100℃無氧環(huán)境燒結(jié)所制備的不銹鋼中空纖維膜,其孔徑分布在0.1-3μm,機械強度為290-600MPa,氮氣通量為2.23×10-4-2.84×10-5 mol m-2 s-1 Pa-1。將我們所制備的螺旋狀多孔不銹鋼中空纖維膜進(jìn)行拉伸或者壓縮,我們發(fā)現(xiàn),其伸長率為20%,壓縮率為57%。這樣良好的壓縮和伸長性能,使無機膜在高溫應(yīng)用環(huán)境下,不會由于熱脹冷縮而破裂。其次,我們深入研究了燒結(jié)工藝對不銹鋼中空纖維膜微孔結(jié)構(gòu)、機械強度、氣體透量、純水通量等性能的影響,特別是燒結(jié)氣氛對膜性能的影響。研究發(fā)現(xiàn),含氫燒結(jié)對于提高膜性能以及改善膜微孔結(jié)構(gòu)方面有著積極的作用,并且較為合適的燒結(jié)氣氛為含氫25%的氮氫混合氣。同時討論了在25%含氫混合氣燒結(jié)所得不銹鋼中空纖維膜孔隙率和機械強度等性能隨燒結(jié)溫度和燒結(jié)時間的變化關(guān)系,綜合實驗結(jié)果得出,較為合適的燒結(jié)溫度為1050-1100℃,最佳燒結(jié)時間為2h。最終得到的多孔不銹鋼中空纖維膜孔隙率高、機械強度大,可作為多孔支撐層使用,進(jìn)一步應(yīng)用于氣體分離等膜技術(shù)領(lǐng)域。
【關(guān)鍵詞】：多孔膜 不銹鋼 中空纖維 相轉(zhuǎn)化 燒結(jié)氣氛
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ051.893
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 緒論9-11
• 第一章 文獻(xiàn)綜述11-23
• 1.1 無機膜概述11-17
• 1.1.1 無機膜的定義及分類11-14
• 1.1.2 無機膜的發(fā)展歷程14-15
• 1.1.3 無機膜的制備15-16
• 1.1.4 無機膜的應(yīng)用16-17
• 1.2 多孔不銹鋼膜17-21
• 1.2.1 不銹鋼的定義及分類17-18
• 1.2.2 不銹鋼膜的發(fā)展歷程18-19
• 1.2.3 多孔不銹鋼中空纖維膜的制備19-20
• 1.2.4 多孔不銹鋼中空纖維膜的應(yīng)用20-21
• 1.3 無機中空纖維膜存在的主要問題21-22
• 1.4 本論文研究內(nèi)容和思路22-23
• 第二章 螺旋狀多孔不銹鋼中纖維膜的制備和表征23-39
• 2.1 前言23-24
• 2.2 實驗部分24-27
• 2.2.1 實驗試劑及設(shè)備24-25
• 2.2.2 螺旋狀多孔不銹鋼中空纖維膜的制備25-27
• 2.3 性能測試27-29
• 2.3.1 微觀形貌測試27
• 2.3.2 孔隙率測定27
• 2.3.3 機械強度測定27-28
• 2.3.4 孔徑分布測試28
• 2.3.5 透量的測試28-29
• 2.3.6 XRD測試29
• 2.3.7 熱重分析29
• 2.4 結(jié)果與討論29-38
• 2.4.1 螺旋狀不銹鋼中空纖維膜形貌分析29-31
• 2.4.2 不銹鋼中空纖維膜前驅(qū)體熱重分析31-32
• 2.4.3 不銹鋼粉體及中空纖維膜XRD分析32-33
• 2.4.4 燒結(jié)溫度對不銹鋼中空纖維膜微觀形貌影響33-35
• 2.4.5 燒結(jié)溫度對不銹鋼中空纖維膜孔徑分布影響35-36
• 2.4.6 燒結(jié)溫度對不銹鋼中空纖維膜孔隙率及機械強度影響36-37
• 2.4.7 燒結(jié)溫度對不銹鋼中空纖維膜氮氣透量影響37-38
• 2.5 小結(jié)38-39
• 第三章 燒結(jié)氣氛對不銹鋼中空纖維膜性能的影響39-51
• 3.1 前言39
• 3.2 實驗部分39-40
• 3.2.1 不銹鋼中空纖維膜前驅(qū)體的制備39
• 3.2.2 不銹鋼中空纖維膜前驅(qū)體的燒結(jié)39-40
• 3.2.3 不銹鋼中空纖維膜性能測試40
• 3.3 結(jié)果和討論40-48
• 3.3.1 燒結(jié)氣氛對膜性能的影響40-46
• 3.3.2 燒結(jié)溫度對膜性能的影響46-48
• 3.3.3 燒結(jié)時間對膜性能的影響48
• 3.4 小結(jié)48-51
• 第四章 結(jié)論與展望51-53
• 4.1 結(jié)論51
• 4.2 展望51-53
• 參考文獻(xiàn)53-57
• 發(fā)表論文和參加科研情況說明57-59
• 致謝59

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