摘要: 多孔陶瓷膜由于其机械强度高、耐高温、耐酸碱、耐极性溶剂、使用寿命长等特点而得到了广泛的应用。多孔陶瓷膜支撑体是制备陶瓷膜的关键部分。高质量的陶瓷支撑体应具备以下性能:较高的孔隙率，以保证具备较高的渗透性能;足够的机械强度;较强的耐酸碱... 展开 多孔陶瓷膜由于其机械强度高、耐高温、耐酸碱、耐极性溶剂、使用寿命长等特点而得到了广泛的应用。多孔陶瓷膜支撑体是制备陶瓷膜的关键部分。高质量的陶瓷支撑体应具备以下性能:较高的孔隙率，以保证具备较高的渗透性能;足够的机械强度;较强的耐酸碱腐蚀性能，以保证在强酸碱体系中具备较好的稳定性能。目前制备多孔陶瓷支撑体通常采用粒子烧结法，孔隙率一般低于36％，由于孔隙率低，限制了支撑体渗透通量的进一步提高。为解决渗透性能低的问题，一般通过以下两种途径:一、采用粒径较大的粉体作为原料，利用颗粒堆积烧结工艺，制备出孔径较大的陶瓷支撑体，从而提高渗透性能;二、利用特殊的制备工艺，通过向固相中引入液相或者气相，通过烧结后气液相的挥发来实现支撑体的多孔结构，从而提高支撑体的孔隙率，进而提高其渗透性能。本文在此基础上展开了以下几方面的工作: 1、以平均粒径分别为4.0μm的α-Al2O3为原料、活性炭（平均粒径32μm）为成孔剂，采用干压成型法，详细考察了活性炭含量对多孔氧化铝陶瓷支撑体结构及性能的影响。随着活性炭含量的增加，支撑体的线性收缩率、孔隙率、平均孔径以及纯水通量逐渐增大。在综合考虑渗透性能、机械性能、耐酸碱腐蚀性能的前提下，确定最适宜的烧成温度为1450℃，活性炭添加量为17％。支撑体的各项性能如下:孔隙率:45.8％，平均孔径:2.16μm，抗弯强度:44.6 MPa，纯水通量:88 m3/(m2·h·MPa)。经过80℃、10％NaOH溶液腐蚀20 d后，支撑体的抗弯强度仍可达到23.9 MPa。 2、以平均粒径为5.3μm的α-Al2O3为原料、活性炭（平均粒径32μm）为成孔剂，详细考察了氧化铝粒径分布对支撑体结构及性能的影响。与支撑体A83/17相比，支撑体B83/17的孔隙率、抗弯强度、纯水通量及耐酸碱腐蚀性能明显增加，而平均孔径则有所减小。 3、以平均粒径为5.3μm的α-Al2O3为原料、不同粒径的活性炭为成孔剂，详细考察了活性炭粒径对多孔氧化铝陶瓷支撑体结构及性能的影响。随着活性炭粒径的增加，支撑体的线性收缩率、孔隙率、平均孔径以及纯水通量逐渐增大，而抗弯强度逐渐降低。与支撑体B83/17相比，支撑体C24的孔隙率以及抗弯强度均有所提高，而平均孔径、纯水通量及耐酸碱腐蚀则有所降低。与支撑体A83/17相比，支撑体C24的孔隙率、抗弯强度、渗透性能以及耐酸碱腐蚀性能均明显提高，而平均孔径明显降低。 4、以平均粒径为5.3μm的α-Al2O3为原料、不同粒径分布的活性炭为成孔剂，考察了不同粒径分布的活性炭对多孔氧化铝陶瓷支撑体结构及性能的影响。结果表明，采用粒径呈双峰或多峰分布的活性炭可以制备出孔隙率高于51％的陶瓷膜支撑体。与支撑体A83/17、B83/17以及C24相比，支撑体D24/32的孔隙率、平均孔径以及渗透性能均有所提高，而抗弯强度以及耐腐蚀性能明显降低。 收起