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相比于非金属多孔过滤材料,多孔铝过滤材料具有强度高、耐高温,可回收等特点,可望用于常高温(0250℃)工业烟气的过滤除尘。本文采用混合粉末加工-溶解法制备了孔隙率5060%、孔径2080μm的通孔结构多孔铝;对多孔铝阳极氧化及耐蚀性、室温及常高温极限温度(250℃)压缩性能、过滤性能及疏水性进行了研究;基于上述研究,对多孔铝过滤材料孔结构及其过滤器结构进行了设计。主要研究成果如下:(1)多孔铝阳极氧化及耐蚀性研究表明,以1%H2O2+3%NaCl腐蚀溶液中浸渍96h后多孔铝质量损失率为阳极氧化工艺的判定标准,得到多孔铝硫酸体系阳极氧化优化工艺为:硫酸浓度160g/L,电流密度2A/dm2,氧化时间30min;经扫描电镜分析,多孔铝阳极氧化后生成纳米多孔Al2O3结构;最佳阳极氧化工艺下的多孔铝在pH=1的HCl溶液中浸渍3h质量损失率为0.39%,在pH=13的NaOH溶液中浸渍0.5h质量损失率为3.9%,其耐酸性优于耐碱性。(2)不同孔结构多孔铝室温、常高温极限温度250℃及阳极氧化前后的压缩性能实验结果表明,室温压缩实验中,随孔隙率的提高多孔铝的屈服强度降低,孔隙率从48%增加到61%时,多孔铝的屈服强度从25MPa降低到15MPa;孔隙率55%的多孔铝平均孔径由72μm减小到51μm时,压缩屈服强度从20MPa降低到了19MPa;孔径对多孔铝屈服强度的影响低于孔隙率的影响;孔径50μm、孔隙率55%的多孔铝阳极氧化后其屈服强度由20MPa降低到15MPa;在常高温极限温度(250℃)压缩实验中,平均孔径50μm、孔隙率55%的多孔铝屈服强度由室温的20MPa降低到了18MPa。(3)过滤及疏水性测试结果表明,多孔铝的相对透气系数随着孔径和孔隙率的增大而增大;相同风速下,多孔铝的过滤阻力随着孔径和孔隙率的减小而增大;经表面疏水化改性后,平均孔径72μm、孔隙率48.7%的多孔铝的接触角由0°变为92.47°,实现了多孔铝表面的疏水化;随着多孔铝孔径的及孔隙率的减小,疏水性增强;基于纤维过滤理论建立了多孔铝孔结构与颗粒过滤效率的关系。(4)基于以上多孔铝的研究,结合过滤除尘的基本性能要求及过滤原理,对多孔铝过滤材料的孔结构、外观形状进行了设计,获得了1.5mm基层(孔隙率50%,平均孔径50μm)+0.5mm表层(孔隙率50%+平均孔径4μm)的多孔铝过滤材料孔结构设计;并以此为基础对多孔铝过滤材料的过滤效率和过滤阻力进行了计算,完成了多孔铝过滤器及其组件的初步设计。通过以上研究,初步形成了由多孔铝过滤材料制备、表面改性及其性质、室温及常高温力学性能、过滤及疏水性能、过滤材料孔结构及过滤器结构设计等为主的多孔铝过滤除尘体系,为多孔铝过滤材料在常高温(0250℃)工业废气的气-固过滤分离领域的应用奠定了一定基础。