摘要
陶瓷膜平板膜作为水处理领域的一种新型材料,由于其耐腐蚀性能较好、机械强度高、抗污染性能好、过滤能力强以及能够在恶劣的污水环境中长时间使用等特点而逐渐取代有机超滤膜的地位,备受污水处理行业所青睐.本文主要以球形氧化铝收尘粉为主要原料,通过添加助烧剂、造孔剂、有机粘接剂制备陶瓷平板膜.研究了配方中辅料的用量、氧化铝粉体的粒径及微观形貌不同时,陶瓷膜支撑体的三点抗弯强度、孔隙率、孔径及纯水通量的变化情况.研究结论如下: 1、选择粒径D50≈5.0μm的球形氧化铝收尘粉为主要原料,调整辅料的添加量. (1)滑石粉和钛白粉作为支撑体的助烧剂,其添加的质量分数为0%~4.0%(其中滑石粉和钛白粉的质量分数均为0%~2.0%,添加比例为1∶1).通过支撑体的SEM图和XRD分析随着滑石粉和钛白粉质量分数的提升其内部的液相和固溶相逐渐增多,酸碱腐蚀率随之增加,同时孔道被形成的液相及固溶相堵塞使支撑体孔隙率、孔径及纯水通量随之降低,三点抗弯强度则出现先上升后下降的趋势,综合考虑支撑体的性能,以添加质量分数为2.0%的助烧剂最佳; (2)通过调整无机造孔剂碳粉和有机造孔剂玉米淀粉的质量分数观察陶瓷膜支撑体性能的变化.结果表明,随着碳粉与玉米淀粉质量分数的增加,支撑体的孔隙率、孔径及纯水通量逐渐增大,但三点抗弯强度逐渐降低.当两种造孔剂质量分数均增加至5.0%时,泥料的捏合及成型效果变差,同时泥坯的边部出现开裂现象. 2、以上述实验最佳配比作为基础配方,改变球形氧化铝收尘粉粒径D50的大小(3μm、5μm、8μm、10μm、20μm).随着粉体粒径的增大,陶瓷膜支撑体的孔隙率、孔径及纯水通量逐渐增大,而孔径的集中度随之降低.同时当D50＞8μm后,其比表面积减小,配合料的捏合情况变差,泥坯边部出现微裂纹. 3、以上述实验最佳配比作为基础配方,研究在粉体粒径D50差异较小的情况下不同微观形貌的氧化铝粉对陶瓷膜支撑体的影响.其中颗粒长径比≈1的为球形氧化铝收尘粉,长径比＞2的为角形氧化铝粉,经过5组实验对比分析,以球形氧化铝收尘粉制备陶瓷膜支撑体时制备工艺较为简便,且整体性能较优.
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