周剑，江倩，杨怡，冯厦厦，仲兆祥，邢卫红

（南京工业大学化工学院，国家特种分离膜工程技术研究中心，江苏南京210009）

引 言

在强碳-硅共价键作用下，SiC 多孔陶瓷具有机械强度大，耐酸碱腐蚀性和抗热震性好的特点[1-3]，其在高温烟气除尘、水处理和气体分离等方面有着广泛的应用前景[4-7]，而且与氧化物陶瓷膜和有机膜相比，SiC 有着更优异的抗污染性能[8-9]。然而，SiC陶瓷烧结温度高，纯质SiC 烧结温度通常需要高达2000℃[10-12]。添加烧结助剂可以有效降低SiC 的烧成温度，常用的烧结助剂主要包括金属氧化物或以金属氧化物为主要成分的硅酸盐材料，如Al2O3、ZrO2、Y2O3等金属氧化物[13-16]，高岭土、黏土和铝土矿等矿物质[17-19]。

在以金属氧化物为烧结助剂方面，She 等[15]以Al2O3为烧结助剂，在1450℃下制备出孔隙率为61%，强度19 MPa 的多孔SiC 陶瓷。Ding 等[16]使用Y2O3作为烧结助剂，在1450℃下制备出莫来石结合多孔SiC 陶瓷，其孔隙率为44%，强度为27 MPa；江东亮等[20]以Na2O-B2O3-SiO2体系无压烧结制备出的SiC 陶瓷，在150℃下进行淬火处理，弯曲强度保持在120 MPa 左右，具有良好的抗热震性能。也有研究者使用无机纤维作为烧结助剂，如Han 等[21]使用莫来石纤维作为烧结助剂，在1450℃下烧结，通过纤维桥联、拔出等机制，制备出的SiC 支撑体孔隙率可以达到46.8%，气体渗透性最大可以达到1600 m3/(m2·h·kPa)。Wang 等[22]通过回收废赤泥作为烧结助剂，V2O5和AlF3为催化剂，在1350℃下制备出莫来石结合的多孔SiC 陶瓷，弯曲强度和孔隙率分别为49.4 MPa 和31.4%。Septiadi等[23]采用Ti3AlC2作为烧结助剂，Ti3AlC2作为铝源，1400℃下原位反应生成莫来石结合的SiC 陶瓷，弯曲强度高达(199.9 ± 2.9)MPa。综上，烧结助剂一般通过生成新的结合相或通过纤维强化可将多孔SiC 烧成温度降低至1400℃左右，SiC 可保持较高的强度和孔隙率。……