非对称多孔碳化硅陶瓷膜的制备研究

来源 :南京工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wwucg
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
气固分离技术是工业生产中一个极其重要的过程,广泛应用于化工、冶金、水泥、煤炭燃烧和气化等行业,特别是高温气体中固态粒子的脱除和回收一直是工业废气净化、环境保护的重大课题。多孔碳化硅陶瓷膜具有良好的抗热震和耐高温腐蚀性能,能很好的满足高温气固分离技术对材料的要求,应用前景十分广阔。因此,高温气固分离用多孔陶瓷膜材料的研究受到越来越多的关注。  本文以高温气固分离技术为背景,以开发高性能多孔陶瓷膜为目标,以凝胶注模为成型方法,通过优化烧结工艺,制备了多孔碳化硅支撑体,并采用喷涂法在上述支撑体上进行涂膜,制备了膜厚均匀、无大孔缺陷和高渗透率的多孔碳化硅陶瓷膜。  为制备高渗透率的多孔碳化硅支撑体,需要采用大粒径的碳化硅颗粒作为骨料,针对大粒径颗粒由于重力作用在悬浮液中容易沉降这一问题,通过调节有机单体与碳化硅的比例以控制悬浮液的粘度,从而降低大粒径碳化硅颗粒的沉降速度,使得悬浮液在凝胶固化的时间内保持相对稳定。本文研究了有机单体含量、固相含量、pH值和PEG含量等条件对碳化硅悬浮液流变性的影响,当单体含量为10 dwb%、固含量50 vol%、pH=11和PEG加入1.5 dwb%时,获得了粘度较低和稳定性较好的碳化硅悬浮液,注入模具后在70℃恒温固化1h后,生坯脱模方便且不开裂。  针对碳化硅颗粒的可烧结性差、烧结温度高等问题,本文以氢氧化铝为烧结助剂,研究制备多孔碳化硅陶瓷。在烧结过程中,碳化硅表面氧化形成少量二氧化硅,氢氧化铝和二氧化硅在一定的温度下原位反应生成莫来石相,在碳化硅颗粒间形成颈部连接,获得了性能良好的多孔碳化硅支撑体。考察了烧结制度(升温速率、烧结温度和保温时间)对多孔碳化硅陶瓷性能的影响,当以2℃/min的速率升温至600℃,并保温1h后以3℃/min升温至1550℃,保温4h后,制得的多孔碳化硅支撑体的平均孔径为23μm,孔隙率为38%,抗弯强度20.4 MPa,气体渗透率为2.01×10-12 m2,符合用于高温气固分离的多孑孔陶瓷膜支撑体的要求。  膜层颗粒与支撑体孔径的不匹配,会导致膜层颗粒的内渗,不利于制备出均匀无缺陷、高渗透率的多孔碳化硅膜层。通过配制高粘度的制膜液,并采用喷涂法进行涂膜,解决了颗粒内渗的问题,当制膜液固含量为30 wt%,MC加入2.5dwb%,喷枪压力为0.2 MPa,喷涂时间为8s,在1300℃烧结后,膜层平均孔径为2.85μm,膜层厚度约为90μm,气体渗透率为1.03×10-14 m2。  综上所述,本文以凝胶注模法为成型工艺,通过优化烧结制度制备了多孔碳化硅陶瓷支撑体,采用喷涂法在上述支撑体上进行涂膜,对制备过程中涉及到的技术难点进行了研究,优化了凝胶注模工艺和喷涂工艺的参数条件,制备了性能良好的非对称碳化硅陶瓷膜,为这类膜材料的工业化提供了技术依据。
其他文献
尼龙是最重要的工程材料之一,尼龙的高性能化、功能化以及新型尼龙材料的开发一直是高分子工程材料领域重要的研究课题。目前,生物质基高分子材料的制备、结构及性能研究是材料
该论文研究了氧化吸收硫化氢反应和电解制氢相结合从硫化氢中回收氢气和硫磺的方法.以电解部分为重点,研究了氯化铁盐体系中,阳极是石墨纤维布、阴极是载铂石墨纤维布的电解
  The speciation and mobility of actinide complexes in the environment depend strongly on ligand concentration.It is therefore important to understand the str
会议
本论文以塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)为主要研究对象,选用一株杀藻菌SP48(Pseudoalteromonas sp.SP48)的冻干粉作为杀藻物质SP48A,将其添加于无菌塔玛亚历山大藻
学位
会议
摘要:英语教师需要建立评判性阅读概念,使用相应的教学方法,开发学生评判性思维及评判性阅读能力,填补当前阅读教学的欠缺。初中英语评判性阅读方法需要培养学生的问题意识,让学生养成质疑的习性。正确看到评判性阅读,不要将评判当做批评。  关键词:初中英语教学;评判性;阅读教学  引言:评判性阅读对于日常生活、语言分析以及语言教学而言均极为重要。可是在初中英语阅读教学当中,教师评判性阅读意识不强,学生欠缺评
学位
飞秒激光脉冲在气体中传播会与其中的物质发生相互作用产生诸如超连续谱发射、太赫兹辐射、高次谐波发射等非线性现象[1].这些效应在气象、国防等领域有着重要的应用前景,始
会议
  采用密度泛函B3P86 方法,结合Dunning 的相关一致五重基cc-PV5Z,设置不同的外电场参量进行优化计算,获得了不同外电场下BeH 分子的键长、偶极矩、振动频率和红外光谱等物