陶瓷膜具有耐高溫、耐腐蝕、耐微生物侵蝕、強(qiáng)度高、處理能力大等特點,在分離領(lǐng)域得到了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。氧化鋁陶瓷膜是一類性價比高的陶瓷膜,廣泛應(yīng)用在食品、醫(yī)療、化工等行業(yè)。然而制備氧化鋁陶瓷膜采用的不規(guī)則氧化鋁顆粒,燒結(jié)過程陶瓷膜表面易產(chǎn)生裂縫、形成不均勻的孔結(jié)構(gòu),同時膜的表面比較粗糙,對陶瓷膜的截留性能及滲透通量會產(chǎn)生一定的影響。針對以上這些問題,本論文采用熱等離子體制備的超細(xì)球形氧化鋁進(jìn)行陶瓷超濾膜制備,超細(xì)球形氧化鋁粒徑約為100 nm,表面光滑,zeta電位高,通過調(diào)控?zé)Y(jié)溫度、漿料的固含量、浸漬時間、聚乙烯醇的濃度和施加的電壓對陶瓷膜表面的微孔結(jié)構(gòu)形貌進(jìn)行了調(diào)控,制備了膜表面無缺陷、孔結(jié)構(gòu)均勻、滲透通量高,膜表面平整的陶瓷超濾膜。（1）表征了等離子體制備的超細(xì)氧化鋁,氧化鋁粉體為致密球形顆粒,粒徑約為100 nm,粒徑分布窄,具有較高的zeta電位,pH為7時,zeta電位為54.06 mV,漿料穩(wěn)定性高,室溫放置14天沒有發(fā)生分層。然后,以致密球形氧化鋁顆粒為原料,通過緊密堆積的球形顆粒燒結(jié),形成較為均勻的燒結(jié)頸部,制備了孔徑分布窄、膜表面無缺陷的陶瓷膜。研究了陶瓷膜的燒結(jié)溫... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院過程工程研究所)北京市

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．３不同構(gòu)型的陶瓷分離膜：（ａ）管式膜，（ｂ）中空平板膜??

研發(fā)并大規(guī)模生產(chǎn)平板陶瓷膜的有日本的明電舍、德國ＩＴＮ、丹??麥的Ｌｉｑｔｅｃｈ、新加坡的Ｃｅｒａｆｌｏ、江蘇久吾高科和中國山東工陶院等＃］，己經(jīng)應(yīng)??用到工業(yè)中的有碳化硅、氧化鋁等材質(zhì)陶瓷膜。平板陶瓷膜具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝??和使用方便、使用范圍廣等特點具有廣闊的應(yīng)用前景。??殷齊超等Ｍｌ用粒徑為０．５?ｐｎ的不規(guī)則氧化鋁粉體，采用浸潰提拉法制備平??板陶瓷膜，通過調(diào)整固含量對陶瓷膜的孔徑和滲透通量進(jìn)行調(diào)控，研宄發(fā)現(xiàn)，燒??結(jié)溫度為１３００°Ｃ時，燒結(jié)制備的微濾膜孔徑為０．７?ｐｍ。圖１．４ａ是其用浸潰提拉??法制備的陶瓷膜表面形貌，可以發(fā)現(xiàn)，陶瓷膜表面仍然有一些較大的孔隙，表面??致密化，這可能是由于氧化鋁的形貌不規(guī)則，表面能分布不均勻，曲率高的地方??活性高，燒結(jié)后產(chǎn)生不均勻的傳質(zhì)燒結(jié)，顆粒燒結(jié)收縮過程中產(chǎn)生了不均勻的團(tuán)??聚，導(dǎo)致了不均勻的孔隙結(jié)構(gòu)。??圖１．４不同方法制備的多孔陶瓷膜微孔形貌：⑷浸漬提拉法制備的陶瓷膜％?（ｂ）噴涂法制??備的陶瓷膜ｌ４ｆｉｌ??Ｆｉｇｕｒｅ?１．４?Ｔｈｅ?ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｐｏｒｏｕｓ?ｃｅｒａｍｉｃ?ｍｅｍｂｒａｎｅ?ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ?ｂｙ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｍｅｔｈｏｄｓ：??（ａ）?ｃｅｒａｍｉｃ?ｍｅｍｂｒａｎｅ?ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ?ｂｙ?ｔｈｅ?ｄｉｐｐｉｎｇ－ｃｏａｔｉｎｇ?ｍｅｔｈｏｄ＊４５１，?（ｂ）?ｃｅｒａｍｉｃ?ｍｅｍｂｒａｎｅ??ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ?ｂｙ?ｔｈｅ?ｓｐｒａｙｉｎｇ?ｍｅｔｈｏｄ?１４６１??王躍超等＿以氧化鋁（Ｄ５０＝ｌ?ｐｍ）與少量無機(jī)粘接劑為主要原料，采用噴??涂法在支撐體上鍍膜，制備陶瓷膜的平均孔徑為０．６

?超細(xì)球形氧化鋁制備陶瓷超濾膜及應(yīng)用污水處理的研究???Ｌ／（ｎ＾ｈ）。圖１．４ｂ是其制備的陶瓷膜表面微孔結(jié)構(gòu)，可以看到，有較大的顆粒堆??積在膜表面，膜表面不平整；并可見陶瓷膜表面有大小不一且形狀不規(guī)則的大孔，??這可能是因為原料氧化鋁形貌不規(guī)則，堆積過程中顆粒受力不均，導(dǎo)致一些顆粒??燒結(jié)后團(tuán)聚堆積在膜表面，燒結(jié)后陶瓷膜表面粗糙；氧化鋁顆粒燒結(jié)過程各向異??性收縮，導(dǎo)致出現(xiàn)大孔小孔。在陶瓷膜漿料制備過程中，需要添加聚丙烯酸銨來??提高漿料的穩(wěn)定性，并且添加聚丙烯酸銨質(zhì)量分?jǐn)?shù)為０．４％效果較佳，漿料在空??氣中放置４８?ｈ左右，不發(fā)生明顯沉淀。但是在實際工業(yè)應(yīng)用中，４８?ｈ較短，穩(wěn)??定性不高的漿料不利于工業(yè)化的放大生產(chǎn)；并且添加了穩(wěn)定劑，引入了其它不必??要的雜質(zhì)，不符合綠色環(huán)保的理念。??Ｙａｎｇ等剛用Ｓｉ０２、Ｙ２０３等物質(zhì)在１３００°Ｃ燒結(jié)４?ｈ制備熱導(dǎo)率較低的??ｙ－Ｙ；！Ｓｉ２０７平板陶瓷膜，陶瓷膜的孔隙率為４９％，平均孔徑為０．９４叫。圖１．５ａ??是陶瓷膜在燒結(jié)溫度為１３００°Ｃ時的微孔結(jié)構(gòu)，可以看到，很多顆粒燒結(jié)形成了??大顆粒，表面的孔隙較小，形成了一些死孔，半通孔、孔徑分布不均勻。這可能??是顆粒燒結(jié)前發(fā)生了團(tuán)聚，燒結(jié)后形成了較大的晶粒，導(dǎo)致了一些死孔，顆粒不??均勻堆積導(dǎo)致孔結(jié)構(gòu)分布不均勻。??圖１．５不同原料制備的多孔陶瓷膜微孔形貌：（ａ）Ｓｉ０２＊Ｙ２０３制備的陶瓷膜Ａ，（ｂ）天然紅??黏土制備的陶瓷膜＿??Ｆｉｇｕｒｅ?１．５?Ｔｈｅ?ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｐｏｒｏｕｓ?ｃｅｒａｍｉｃ?ｍｅｍｂｒａｎｅ?ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ?ｂｙ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｒａｗ??ｍａ

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3388016