❶ 探究水處理陶瓷膜制備與應用技術研究進展論文
探究水處理陶瓷膜制備與應用技術研究進展論文
膜技術被認為是21 世紀最優前景的水處理技術之一,膜材料技術、膜分離技術在近十幾年得到很大發展,在水處理領域得到了廣泛應用。水處理陶瓷膜的過濾、分離性能與膜孔徑大小及其分布、孔隙率、表面形貌等有密切關系。陶瓷膜的活性分離層是顆粒以任意堆積方式形成的,孔隙率通常為30 ~ 35%,且曲折因子調控較為困難,陶瓷膜的水處理效能受到局限。研究陶瓷膜制備、修飾、工藝優化新技術以提高其過濾、分離、抗污染效能是水處理陶瓷膜領域的研究重點。
1. 水處理陶瓷膜制備技術
1.1 致孔劑制備技術
致孔劑是提高水處理陶瓷孔隙率簡單又經濟的方法,致孔劑可分為無機物和有機物兩類。無機致孔劑有碳酸銨、碳酸氫銨和氯化銨等高溫易分解的鹽類或無機碳如石墨、煤粉等;有機致孔劑主要包括天然纖維、高分子聚合物,如鋸末、澱粉、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等。Yang 等 以Al2O3 為膜基體,以膨潤土為燒結助劑,以玉米澱粉作為造孔劑通過擠出、交聯、乾燥、燒結等過程制備陶瓷膜。研究發現隨著澱粉含量的增加,Al2O3 支撐體的最大孔徑和平均孔徑均有所增大,陶瓷膜的孔隙率可有24% 提高至38%。
1.2 模板劑制備技術
模板劑可有效控制所合成材料的形貌、結構和大小,並制備出孔結構有序、孔徑均一、孔隙率大的微孔、介孔和大孔材料。模板劑法具有豐富的選材和靈活的調節手段,採用模板劑法制備水處理陶瓷膜極具前景。Xia 等 以有機聚苯乙烯微球為模板劑,採用UV 聚合的方法制備出孔徑為100nm 的三維有序聚氨酯大孔材料。Sadakane 等 以PMMA 為模板劑制備出具有三維有序大孔的金屬氧化物材料,其孔隙率范圍為66 ~ 81%。表面活性劑在溶液中可以形成膠束、微乳、液晶、囊泡等自組裝體,也常被用作自組裝技術中的有機物模板劑。利用表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨為模板劑可制備出有序的介孔分子篩MCM41,具有多種對稱性能的孔道,孔徑在2 ~ 50nm 的.范圍內。Choi 等以Tween80 為模板劑制備了具有梯度孔徑結構的TiO2-Al2O3 陶瓷膜,陶瓷膜的滲透性能大大提高。
1.3 纖維層積制備技術
陶瓷纖維材料在成膜過程中可以迅速在支撐體表面沉積搭橋,明顯減少了膜層的內滲,並且容易得到較高的孔隙率和比表面積,對膜材料滲透性能的提高具有顯著作用。Ke 等 以TiO2 纖維為原料,通過旋塗法制備出平均孔徑在50nm 的陶瓷纖維膜,對球形粒子截留率超過95%,膜通量在900Lm-2h-1 以上。
1.4 溶膠- 凝膠制備技術
溶膠- 凝膠技術主要是通過調整材料尺寸控制陶瓷膜分離層的分離精度。溶膠- 凝膠法可形成納米級別的溶膠,得到的陶瓷膜層孔徑小、孔徑分布窄,適用於高滲透選擇性的超濾膜和納濾膜的制備。Tsuru 等 利用聚合溶膠路線制備出平均孔徑0.7 ~ 2.5nm 的TiO2 納濾膜,對PEG 的截留分子量為500 ~ 000Da,對Mg2+ 的截留率為88%。
2. 水處理陶瓷膜修飾技術
2.1 化學氣相沉積修飾技術
採用化學氣相沉積法(CVD)在陶瓷膜表面沉積硅氧化物或金屬氧化物來改善陶瓷膜孔結構以及過濾性能,是一項非常有效的手段。Lin 等 採用CVD 技術對平均孔徑為4nm 的Al2O3 陶瓷膜進行修飾,制備出孔徑范圍為0.4 ~ 0.6nm 的SiO2 陶瓷膜。CVD 的方法一般需要在高溫、真空的環境中進行,並且要求前驅物具有一定的揮發性。
2.2 原子層沉積修飾技術
原子層沉積技術(ALD)可將物質以單原子膜形式層層沉積在陶瓷膜表面,從而構建陶瓷膜表面微納結構。Li 等 在平均孔徑50nm 的陶瓷膜表面上通過原子層沉積氧化鋁層,通過控制原子層沉積次數來調控膜的平均孔徑,改性後陶瓷膜對BSA的截留率由2.9% 升至97.1%。
2.3 表面接枝修飾技術
表面接枝技術常被用來調控膜材料的表面性質,接枝過程將改變膜的孔結構,達到減小孔徑的目的。陶瓷膜表面一般會吸附水形成大量羥基,通過接枝有機硅烷的方法在介孔膜表面可以修飾一層有機分子層。通過調控接枝分子的鏈長與官能團等特性可以實現調控孔徑大小的目的,且能獲得特殊的表面性質。Singh 等 發現接枝硅烷偶聯劑可以使多孔陶瓷膜孔徑進一步變小。Cohen 等 將親水性PVP 接枝在陶瓷超濾膜表面上,改性後的膜孔徑減小,截留性能提高,抗污染性能得以改善,可用於油水分離。
3. 水處理陶瓷膜制備與修飾工藝優化
3.1 陶瓷膜材料、添加劑選取
水處理陶瓷膜的制備主要集中於原材料及燒結工藝,通過添加燒結助劑以降低燒結溫度、採用低成本易燒結原料以降低原料成本,以及利用先進的燒結工藝以達到低成本控制是陶瓷膜的研究重點。陶瓷膜制備過程中常在基膜材料中加入一些液相型或者固相型燒結助劑。高嶺土、鉀長石等天然硅酸鹽黏土礦物在較低溫度下便能熔融形成液相,在顆粒間毛細管力的作用下潤濕並包裹膜材料基體顆粒,並將顆粒黏結起來,輔以多孔陶瓷膜良好的機械強度。氧化鈦、氧化鋯等金屬氧化物能與陶瓷膜基體形成多元氧化物固熔物而使燒結溫度下降,有利於陶瓷膜制備。
3.2 陶瓷膜燒制過程優化
多孔陶瓷膜必須經過多次燒結,存在燒結工藝周期長、能耗高的問題。除採用燒結助劑或採用易燒結材料以降低燒結溫度外,減少燒結時間或縮短制備周期也能達到降低燒結工藝成本的目的。在減少燒結時間方面,微波燒結技術是一種非接觸技術,熱通過電磁波的形式傳遞,可直達材料內部,最大限度地減少了燒結的不均勻性,可在縮短燒結時間的同時,降低燒結溫度。微波技術大多用於制備幾近緻密的陶瓷復合物,同時由於其可改善材料組織、提高材料性能,亦可用於多孔陶瓷復合物的制備。在縮短燒結周期方面,一些研究者借鑒低溫共燒陶瓷技術在多層結構陶瓷元器件封裝領域的成功應用,提出採用共燒結技術來減少燒結次數,從而降低燒結成本。
4. 結論
水處理陶瓷膜制備技術以提高陶瓷膜整體性能為目的,通過調控陶瓷膜微結構可實現陶瓷膜制備技術的突破。目前,致孔劑制備技術、模板劑制備技術、纖維層積制備技術、溶膠- 凝膠技術、固態粒子燒結技術等陶瓷膜制備技術已日益得到關注。水處理陶瓷膜制備技術研究將引領和推動陶瓷膜技術及產業的發展,緩解水廠升級改造、提升水質品質的瓶頸壓力。
;❷ 太陽膜中陶瓷膜具體採用的那種技術,工藝是夾層的嗎,隔熱材料是屬於金屬的還是哪一種的
夾層不算是種工藝,它的製作工藝是磁控濺射工藝,使用的隔熱材料是類似於猛橡茄氧化硅等非金屬材料,才美其名為「陶瓷膜」。現在一般的膜都屬於夾層膜枝察,除如陵非少量的染色工藝膜。
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❸ 如何延長陶瓷膜的使用壽命
1、注意不要磕磕碰碰,陶瓷膜經受不起沖擊告讓性外力,往地上一摔,肯定斷裂;
2、陶瓷膜還是很結實的,一般性的外力、化學腐蝕不會對它有影響;
3、畢竟是陶瓷材料,尺友悄高溫度的強酸強鹼還是盡量少用,例如10%甚至20%的氫陵渣氧化鈉,100度的溫度,我相信是有影響的;
4、不要急冷急熱,從幾網路到常溫,肯定完蛋。
❹ 集成灶納米陶瓷和瓷膜的區別
集成灶納米陶瓷和友納瓷膜的區別是材質和特徵不同。
1、陶瓷膜又稱無機陶瓷膜,是由特殊工藝製成的無機陶瓷材料所製成謹納的不對稱膜。陶瓷膜可分為管式陶瓷薄膜和平板陶瓷薄膜。
2、納米陶瓷好晌沒膜是氧化樹脂的氧化物,利用光譜篩選的隔熱原理,用最先進的納米技術與優越的噴濺技術製造生產而成,具有低反光,高透光,高隔熱性等特點
❺ 樹脂殘炭對耐火材料的影響有哪些
目前,由孫梁於金屬冶煉工業特別是鋼鐵工業的迅猛發展,耐火材料的需求大幅增加,導致耐火材料行業對酚醛樹脂的應用量逐年增加。耐火材料及耐火製品(耐火磚、耐火容器等)廣泛用於金屬冶煉工業、水泥工業、陶瓷工業。結合劑是生產耐火材料不可缺少的組分,起到將耐火性顆粒料與粉料膠結到一起的作用。為生產各種耐火製品,對酚醛樹脂的性能指標要求較為嚴格。通常要求酚醛樹脂的水分含量和游離酚含量要低於3%,甚至有時某些製品要求其含量低於1.0%;同時,在製造各種耐火材料製品時,要求酚醛樹脂的粘度范圍嚴且窄。耐火材料製品同時要求酚醛樹脂具有高的殘碳率。酚醛樹脂的熱解炭的性狀及殘碳率的高低也在很大程度上影響耐火材料製品的性能。
酚醛樹脂
耐火材料用酚醛樹脂結合劑的特點
酚醛樹脂用作耐火材料結合劑,具有幾個主要的優點:膠黏性好、工藝性好、高溫碳化後殘碳率高;比傳統的焦油瀝青類結合劑更具環保性;酚醛樹脂用作耐火材料結合劑,比其他結合劑還具有突出的高溫結合性。但是,同時也存在著一些不足:酚醛樹脂用作耐火材料結合劑時,在350℃至650℃中溫區域范圍熱裂解,造成樹脂結合分解,降低了強度;另外酚醛樹脂熱解轎世後形成的次生碳為玻璃化碳,其抗氧化性較差,直接影響了耐火材料製品性能的提高。
酚醛樹脂的種類不同,用作耐火材料結合劑時,也具有不同的特點。
熱塑性酚醛樹脂作為耐火材料結合劑時其特點是粘結力強,粘度可調,固體含量及殘碳率較高,水分和游離酚適宜,長期存放不變質,可使用多種溶劑,制磚時需加入烏洛托品等固化劑。對於熱塑性結合劑,一般都以酒精為溶劑,在制磚混料時因酒精揮發快,使混料時間較短,物料不易均勻,混料後物料的堆放時間也不宜太長,否則易使壓成的磚塊變壞。另外,如果樹脂脫水過度,添加的酒精量相應增多,上述現象就更會嚴重。
熱固性酚醛樹脂作為耐火材料結合劑時,其特點是:粘則帆運結力強、粘度可調、浸潤性好、殘炭率高。制磚時,用乙二醇做溶劑時不需要用固化劑,烘磚時能自固化。但是生產周期長,質量不易穩定,不能長期存放,夏天粘度增加很快。對於熱固性結合劑,主要是存在質量不穩定及粘度隨時間增大的問題。產品質量不穩定的原因是反應終點及脫水終點不易控制所致,易導致加入的溶劑量波動而影響產品質量