亲水性高分子-陶瓷复合膜的制备与表征

采用均质的氧化铝支撑体和不同表面层孔径的非对称氧化铝支撑体直接接枝聚丙烯酸(PAA)制备亲水性PAA-Al2O3复合膜。对所制备出复合膜的红外光谱(IR)分析、光电子能谱(XPS)分析、扫描电子显微镜(SEM)分析和表面的水接触角分析表明,成功地制备出了PAA-Al2O3复合膜。在相同实验条件下对所制备的复合膜进行纯水和纯乙醇的通量实验以及质量分数95%乙醇的脱水分离试验表明,最适合用于制备PAA-Al2O3复合膜的陶瓷膜支撑体是孔径为2～3μm的均质氧化铝支撑体,用其制备的复合膜的分离因子为139.33,通量为0.61kg/(m2.h),可以达到分离效率高、通量较大的效果.

锆钛酸铅/高分子复合膜的吸声特性

以锆钛酸铅（ＰＺＴ）压电陶瓷微粒为填料，分别与丙烯酸酯共聚物和环氧树脂复合制得ＰＺＴ／高分子（ＰＺＴ／Ｐ）复合膜。用驻波管法测定了复合膜的吸声特性。用动态粘弹仪测定了复合膜的阻尼特性。实验结果表明，在声频３７５～２０００Ｈｚ范围内，在聚合物中加入ＰＺＴ微粒并使其极化产生压电性，可使其吸声性能增加。动态粘弹实验结果表明。

TiO_2/SnO_2复合薄膜的亲水性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO_2/SnO_2复合薄膜,通过XRD、XPS、UV透射光谱的分析及薄膜表面接触角、光催化降解甲基橙等的分析,研究了SnO_2与TiO_2配比、热处理温度、膜厚度等因素对复合膜的亲水性、透光率及光催化活性的影响.结果表明:复合膜的亲水性和光催化活性均优于单纯TiO_2,当SnO_2与TiO_2的摩尔比为1％～5％时,所制备的薄膜具有超亲水特性;热处理温度为450℃时薄膜亲水性最好,膜厚度的增加有利于亲水性的改善.

TiO_2/SiO_2复合薄膜的形成历程与超亲水性关系

考察了溶胶-凝胶法制备TiO2／SiO2复合薄膜过程中,正硅酸乙酯(TEOS)的水解时间与膜的超亲水性的关系,通过XRD分析了SiO2添加量对TiO2锐钛矿晶型的影响,并研究复合薄膜的表面处理对其亲水性的影响。实验发现,当无因次反应时间为0.4时,复合薄膜的亲水性最好;SiO2的引入能够抑制金红石晶型的生长,最佳含量在10-20％。

氧化铁-多孔陶瓷复合填料在循环水养殖系统中微生物挂膜效率的影响研究

试验旨在研究氧化铁-多孔陶瓷复合填料在净化养殖废水中氨氮和化学需氧量(COD)的效率及氧化铁薄膜的理化性质。利用多孔陶瓷作为载体,将氧化铁薄膜负载在陶瓷表面,依靠氧化铁与微生物之间的偶极作用,使微生物能够在陶瓷表面具有更高的挂膜效率,检测2种填料净化养殖废水中氨氮和COD的去除效率。结果表明,氧化铁薄膜负载的多孔陶瓷复合填料比单一多孔陶瓷填料,净化养殖废水中COD和氨氮的去除效率分别提高1.27倍和1.07倍。研究表明,负载有氧化铁薄膜的多孔陶瓷填料在循环水养殖系统中微生物挂膜效率对比单一多孔陶瓷填料具有一定优势。

环糊精原位改性MoS_(2)管式陶瓷复合膜的制备及性能

在氧化铝陶瓷管基体上原位水热法制备二硫化钼(MoS_(2))陶瓷膜的过程中,将β-环糊精(β-CD)作为添加剂加入前体溶液,得到环糊精改性的MoS_(2)/β-CD管式陶瓷复合纳滤膜。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱、水接触角和zeta电位等研究了膜的表面形貌、结构、化学组成、亲水性以及荷电性。探究了不同β-CD添加量对复合膜纳滤性能的影响,考察了膜的抗压性和长期运行稳定性。结果表明,β-CD固有的空腔结构提供了更多的水分子传输通道,提高了MoS_(2)/β-CD陶瓷复合膜的渗透性能。当添加质量分数为2.4%的β-CD时,制备的陶瓷复合纳滤膜水通量最高为325L/(m^(2)·h·MPa),对伊文思蓝(EB)的截留率达98.6%;对铬黑T(EBT)、二甲酚橙(XO)染料的截留率均在90%以上;且该陶瓷复合纳滤膜在0.2~0.8MPa的压力下运行,显示优异的抗压性,在错流纳滤操作体系中连续运行7天,表现出良好的长期运行稳定性。

陶瓷-Teflon AF2400复合油气分离膜组件

用陶瓷超滤膜管和Teflon AF2400溶液制备陶瓷管-Teflon AF2400复合膜.测试了该复合膜组件对H2,CO,CO2,CH4,C2H6,C2H4,C2H2七种故障气体的脱气性能,并与GP100聚四氟乙烯毛细管和聚酰亚胺(PI)平板膜进行了比较.结果表明,陶瓷管-Teflon AF2400复合膜组件可在10 h内实现7种故障特征气体的油气平衡,远远快于GP100和PI膜.该组件可以在500 kPa的压力下长时间正常工作,能够满足变压器油中溶解气体在线监测的需要.

两种添加剂对煤族组分制陶瓷-炭复合膜的改性研究

以煤萃取反萃取法分离所得煤密中质组分溶胶为涂覆液,通过添加聚乙二醇和氯化锌两种改性剂,研究了它们对制备的陶瓷-炭复合膜性能的影响,考察了复合膜的孔隙率、纯水渗透率以及对Fe(OH)3胶体和牛血清蛋白溶胶的截留率与改性剂加入量的关系。结果表明:添加5%体积比的聚乙二醇或添加8%质量比的氯化锌,可显著改善所制陶瓷-炭复合膜的性能;添加聚乙二醇可调节涂膜液的稠度,从而有利于涂膜液在支撑体表面形成均匀的膜层;但添加过量,会使涂膜液过稠而变得浑浊,不利于支撑体表面均匀膜层的形成,且容易封堵支撑体孔隙口;添加氯化锌可使其与涂膜液中的溶剂NMP产生较强的相互作用,使NMP对煤密中质组分胶粒的分散能力减弱,涂膜液的黏度显著提高;所制陶瓷-炭复合膜分离层与支撑体复合良好,膜层连续、平整且较均匀;改性剂可使孔径明显减小,从而有利于截留率的提高。

热处理条件对煤基陶瓷-炭复合膜性能的影响

以煤萃取反萃取法分离所得密中质组分溶胶为涂覆液,经成膜和炭化,成功制备了煤基陶瓷-炭复合膜.研究了炭化条件对制备的复合膜性能的影响,考察了复合膜的孔隙率、纯水渗透率以及对Fe(OH)_3胶体和牛血清蛋白溶胶(BSA)的截留率与炭化工艺条件的关系,探讨了分离层的热演化过程与机理.结果表明:炭化过程中的升温速率、中间恒温温度、中间恒温时间和炭化终温均会影响分离层热解气体和液相的生成速率以及黏连固相成为胶质体的状况,进而影响分离层的孔隙结构和分布,并最终影响所制复合膜的孔隙率、渗透率和截留率;对Fe(OH)_3胶体具有较好截留效果的炭化条件为:升温速率为4℃/min,中间恒温温度和时间分别为460℃和20min,炭化终温600℃;对BSA溶胶具有较好截留效果的炭化条件为:升温速率4℃/min,中间恒温温度和时间为490℃和20min,炭化终温为800℃.密中质组分的特定组成结构使其在热解炭化过程中主要生成胶质体液相物质和气态产物,基本不产生膨胀作用,这一特性非常有利于密中质组分制备复合膜分离层.

溶胶-凝胶法制备TiO_2复合陶瓷光催化膜——制备前驱物对膜性质的影响

利用溶胶 -凝胶法分别以异丙醇钛和TiCl4 为原料制备两种不同的二氧化钛溶胶 ,浸涂在陶瓷膜上 ,形成TiO2 复合陶瓷光催化膜。通过应用QELS、XRD、BET、SEM、UV -vis和荧光光谱等方法考察溶胶制备的前驱液对膜制备过程中的化学物理性质 ,膜结构和光学性质的影响 ,发现由异丙醇钛制备的溶胶粒度小而均一 ,能够在陶瓷基膜上可以形成致密的孔分布均一窄小的TiO2 膜 ,并且其吸收光谱和荧光光谱发生“蓝移”现象 ,具有明显的量子尺寸效应。

多层石墨膜-陶瓷复合材料的制备及其导热性能

采用热压成型工艺成功制备了多层石墨膜-陶瓷复合材料,研究了成型工艺参数,如压力、温度对试样Z轴方向导热性能的影响,以及石墨膜层数对复合材料导热性能的影响。结果表明:当成型压力>1 MPa时,陶瓷粘接剂内部会产生裂纹甚至破碎,当成型压力<1 MPa时,陶瓷粘接剂不致密,内部有许多微小的孔洞,当成型压力为1 MPa时,试样内部孔隙相对较少,表面较平整;石墨膜-陶瓷复合材料Z轴方向的导热系数随成型温度升高而增大,随石墨膜层数增加而增大,但其抗弯强度随石墨膜层数增加而降低。当石墨膜层数为5层时,多层石墨膜-陶瓷复合材料Z轴方向导热系数能达到6.5 W·m^(-1)·K^(-1),抗弯强度达到15 MPa,可作为热界面材料,替代导热硅胶片。

Al_2O_3-SiO_2-ZrO_2-TiO_2陶瓷复合膜的烧成及表征

将制备好的Al2O3-SiO2-ZrO2-TiO2复合溶胶在担载体上涂膜、干燥、烧成,制成了有担载体的复合膜。应用SEM,XRD等测试手段对Al2O3-SiO2-ZrO2-TiO2复合膜的结构、表面形貌和孔径进行了表征,并研究了溶胶性能和烧成制度对膜性能的影响。进行了对污水处理实验,并取得了很好的效果。

高分子基气体分离膜材料研究进展

在简要介绍气体分离膜分离机理的基础上,详细介绍了高分子和有机-无机复合两类气体分离膜材料及其分离性能,其中高分子膜材料主要包括聚酰亚胺、硅橡胶、聚砜、醋酸纤维素、聚吡咯,有机-无机复合膜材料主要包括无机粒子填充高分子、有机-无机杂化,并对高分子基气体分离膜材料的发展前景进行了展望。

高分子导电薄膜的制备与性能研究

采用溶胶-凝胶法用不同比例的铁钴盐与助络合剂混合制备了铁钴盐复合膜。以硼氢化钠水溶液还原尼龙6金属盐络合膜,可得到新的导电性能较好的高分子表面金属化材料,研究了还原条件,金属盐不同配比对膜材料导电性能的影响。

有机-无机复合SiO2膜的制备及水蒸气稳定性能研究

以1,2-二(三乙氧基硅基)乙烷为前驱体,通过溶胶-凝胶法合成出稳定的纳米复合SiO2溶胶,采用浸浆法在具有γ-Al2O3/α-Al2O3结构的片状载体上涂膜,然后在N2气氛下烧成得到完整无缺陷的有机-无机复合SiO2膜.以TG/DSC、BET和气体渗透性能测试等手段对复合SiO2膜及粉体进行了表征.该膜对小分子气体(He、CO2、O2、N2、CH4和SF6)的分离表现出分子筛分效应,对He的渗透通量为(1.0～3.5)×10-7mol/(m2·s·Pa)(200℃,0.3MPa).500℃烧成的膜对He/CO2的理想分离因子为47,远远高于Knudsen扩散时He/CO2的理想分离因子(3.3).详细考察了烧成温度对膜水热稳定性的影响.结果表明:在450、500和550℃三个温度下烧成的膜水蒸气稳定条件(分压)分别为200、500和1000kPa。

聚砜/纳米TiO_2有机-无机复合超滤膜及其性能

用阴离子表面活性剂改性的纳米TiO2,加入到聚砜铸膜液中,采用相转化法制备了纳米TiO2分散均匀的聚砜/TiO2复合超滤膜。通过测定纯水通量、对牛血清蛋白的截留率、水接触角、黏度、抗污染性、机械强度及处理模拟含油乳化废水等实验,研究了不同TiO2加入量对膜的超滤性能和力学性能的影响。结果表明,当纳米TiO2的加入量为2%时,膜的性能得到了明显的改善,纯水通量提高了69%,同时膜的抗压强度和断裂强度也分别提高了50%和26.7%,并且膜的亲水性也明显增强,水接触角由72.1°降低到41.4°,膜的抗污染性明显增强,对含油乳化废水实验中,实现了出油率和渗透通量同时提高。但进一步增加TiO2的浓度(3%以上)膜的机械强度、亲水性和超滤性能反而下降。因此在聚砜膜中适量地添加纳米TiO2粒子,可明显改善膜的亲水性和力学性能,提高膜的通量,增强膜的抗污染能力,从而拓宽了膜的应用领域。

Al_2O_3-ZrO_2复合膜的制备与表征

以异丙醇铝和氧氯化锆为原料,用溶胶-凝胶法在Al2O3中空纤维上制备了Al2O3-ZrO2复合膜。应用TG、DTA、XRD、SEM等测试手段对复合膜的热稳定性、结构、形貌进行了表征。结果表明复合膜的热稳定性比单一由氧化铝或氧化锆制成的膜有显著的提高,在1100℃之前,复合膜以t-ZrO2存在,1200℃时,出现了m-ZrO2和α-Al2O3相。扫描电镜分析表明,膜表面完整、无缺陷。气体渗透实验进一步表明所得膜具有一定的气体选择性,0.3MPa和0.5MPa下对氮气和氩气的分离因子α分别为1.191和1.185,和氮气与氩气的理论分离因子(α=1.194)相当,说明气体通过膜的扩散以Knudsen扩散传质为主。用等温氮气吸附实验测定了非担载膜的孔径大小和分布,最可几孔径约为4.3nm。

非对称性微孔复合陶瓷膜制备技术研究

采用压制-烧结法制备多孔氧化铝陶瓷片,并采用溶胶-凝胶法在多孔氧化铝陶瓷载体上依次沉积孔径逐渐减小的氧化铝陶瓷膜、氧化锆陶瓷膜和氧化钛陶瓷膜,从而得到具有非对称性结构的多孔复合陶瓷膜.采用压制-烧结法,将粉末造粒、压制、干燥,然后烧结,可分别得到平均孔径大约为2μm,6μm,10μm的多孔陶瓷片,该多孔陶瓷片的开口孔隙率大于40%,断裂强度大于50N.以此陶瓷片作载体,经溶胶-凝胶法多次涂敷不同的溶胶,可分别得到孔径大约为200nm,400nm和600nm,厚度大约为40μm的多孔复合陶瓷膜.此多孔复合陶瓷膜可作为气体及液体的过滤材料,也可以作为钯合金膜的支撑体.

不锈钢铝复合材料表面微弧氧化陶瓷膜的研究

采用微弧氧化的方法在不锈钢 铝复合材料表面获得陶瓷膜。对该膜层进行了断面形貌观察和X 射线衍射分析、耐磨分析,研究了膜层的厚度随微弧氧化时间的规律,结果表明:陶瓷膜层厚度随时间的增加而增加,但有一个极限值。陶瓷层主要由α Al2O3和γ Al2O3组成。

镍/陶瓷复合膜的制备及表征

采用镍盐浸渍-液相化学还原法对氧化铝支撑体进行镍活化,再采用化学镀制备得到镍/陶瓷复合膜.采用XRD,SEM-EDS及气体渗透等方法表征镍/陶瓷复合膜的表面微结构、形貌及分离性能.结果表明:采用镍活化-化学镀过程可成功制备厚度较均匀的镍/陶瓷复合膜,在渗透压差0.08 MPa、室温的条件下,H2/N2分离因子为3.8.