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造孔剂煤粉对黄土基陶瓷膜支撑体性能的影响*

2020-06-07郭雅妮黄开佩

功能材料 2020年5期

郭 磊,郭雅妮,同 帜,黄开佩,刘 婷

(1. 西安工程大学 环境与化学工程学院,西安 710048; 2. 咸阳陶瓷研究设计院有限公司,西安 712000)

0 引 言

多孔无机陶瓷膜是一类具有选择性分离功能的材料,其具有耐高温高压、耐酸碱、过滤精度高、易于清洗、寿命长等优点[1-2],在食品加工、水资源净化、石油化工等方面扮演着越来越重要的角色[3-4]。但其在实际应用中,存在成本较高、通量小、生产效率低等问题[5]。因此,降低陶瓷膜生产成本,同时提高其分离性能,成为学者们研究的重点[6]。

降低陶瓷膜支撑体的制备成本是陶瓷膜工业化的关键[7],用黄土作为原料代替成本较高的氧化铝、碳化硅等,能够降低制备成本,同时添加合适的造孔剂也能够增加支撑体的孔隙率和纯水通量。造孔剂主要分为无机和有机两类[8-9]。无机造孔剂主要是熔点较高且不与陶瓷组分发生反应的可溶性无机盐,如:CaCO3、(NH4)2HCO3、NH4HCO3等高温分解的盐类。天然有机物造孔剂如煤粉、木屑等[10],高分子有机造孔剂如PMMA、PS等。煤粉在高温下易于排除、烧结后不残留有害物质且不与机体发生反应,满足造孔剂要求。吴建锋等[11]以镁工业废渣为主原料,以煤粉为造孔剂,制备多孔陶瓷滤球。当煤粉添加量为30%,多孔陶瓷的显气孔率高达56.81%,抗压碎强度高达12.98 MPa。付春伟等[12]以工业废弃物粉煤灰为主要原料,煤粉为造孔剂,制备粉煤灰多孔陶瓷。煤粉添加量为40%时,多孔陶瓷的显气孔率达53%。刘国荣[13]等以兰州石化工业废弃物白泥为原料,煤粉为造孔剂,制备多孔陶瓷材料。……

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