有机模板浸渍工艺制备网眼可控多孔陶瓷的研究

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1、高等学校教师硕士学位论文摘要多孔陶瓷(porousceramics)具有低密度、高渗透率、抗腐蚀、良好晦隔热性能、耐高温和使用寿命长等优点，是一种新型功能材料。目前多孔陶瓷的应用已遍及冶金、化工、能源、环保、生物等多个领域，引起了材料科学工作者的高度关注。．网眼多孔陶瓷的制备方法通常有微波加热工艺、添加造孔剂工艺、溶胶一凝胶工艺、有机泡沫涂层工艺、颗粒堆积工艺、发泡工艺等。有机模板浸渍工艺是制备网眼多孔陶瓷的经济实用方法，根据使用目的和对材料性能要求的不同，可以制备出不同材质的网眼多孔陶瓷，但以往

2、多集中在堇青石、莫来石、氧化铝、碳化硅等材质上，因成本相对较高，在推广应用中受到较大制约。为此，本文选用来源丰富且价格低廉的瓷石、高岭土、长石等为基础一料，制备了一种廉价的网眼多孔陶瓷。论文首先对有机模板体进行了TG．DSC热分析，以确定合理的烧成制度，通过组成设计优化了浆料的配方，确定本实验基础浆料配方为瓷石50、长石25、方解石13、白云石12，外加滑石7％和膨润土3％。然后对有机模板浸渍工艺进行了深入的研究，系统分析了影响有机模板体挂浆量的因素，通过优化工艺参数，使得载体涂覆量大大提高，改善

3、了载体的性能。为了提高催化剂在载体上的负载量，实验中采用松香皂与浆料混合打泡的工艺方法使涂覆在素烧坯体的表面气孔增加，从而达到增大载体的比表面积和对催化剂的负载量。采用氢氧化钠和聚丙烯酰胺(polyacrylamide)溶液对有机模板孔筋表面进行处理，使浆料在有机模板上的挂浆量明显增加，实验得出氢氧化钠和聚丙烯酰胺溶液的最佳浓度分别为3mol／L和29／l。浆料固含量、添加剂和相对辊间距是影响网眼多孔陶瓷性能的重要因素，适当地提高浆料的固含量可以增加浆料粘度及触变性，固含量的最佳优化值为73wt％

4、；相对辊间距(1／h)为4．16时有机模板上的挂浆量最为合适，并且赋予多孔陶瓷足够的强度。随着浆料中CMC加入量的增大，有机模板的挂浆量也增加，但当CMC的加入量>0．5％时，因料浆的粘度太大而无法正常挂浆。加入0．5％的CMC不仅使有机模板有较高的挂浆量而且还使浆料具有较好的流动性和触变性，有利于料浆的浸渍和多余料浆的挤出。采用松香皂与浆料混合打泡工艺产生的大量泡沫，使涂覆在素烧坯体的表面的气孔增加，从而增大了载体的比表面积和对催化剂的负载量。选用浓度为17．3％的泡沫浆料对多孔陶瓷载体二次上浆

5、，有利于增大陶瓷载体网眼的比表面积，对装煤逸出烟气的净化效果提高了10％以上。关键诃：多孔陶瓷；有机模板法；浸渍工艺；表面改性Ⅱ有机模板浸渍T艺制各网睃町控多孔陶瓷的研究AbstractTheporous．ceramicshastheadvantagesoflowdensity，highpenetrationcoefficient，corrosionresistance，goodheatinsulationperformance，thermostableandlongservicelifeetc．

6、Itisonekindofnewfunctionalmaterials．Nowtheapplicationsofporousceramicshavebeenspreadingthefieldsofmetallurgy，chemicalindustry，。energy，environmentalprotection，biologyandSOon．Itisreceivingmoreandmoreattentionsbyresearchers．Theorganictemplatebodysoakingm

7、ethodistheeconomicalandpracticalmethodofpreparingthemeshporousceramics．Accordingtothedifferentapplicationsandrequirements，themeshporousceramicmaterialswithdifferentpropertiescanbeobtained，whichareusuallymadeofcordierite，mullite，alumina，carborundumand8

8、0on．Theyareoftenlimitedintheapplicationsbecauseoftherelativehighercost．Inthiswork，themuchabundantandcheapernaturalmaterialssuchasporcelainstone，kaoline，feldsparwerechosenfortheproductionofmeshporousceramics．Firstly，theTG-DSCthermalanalysisonth