超微孔al_2o_3膜的制备与性能研究

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1、北京化工大学硕士学位论文超微孔Al_2O_3膜的制备与性能研究姓名：李洪伟申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：孙宏伟20000101北京化工大学硕士学位论文AB()CACsDDAB耽DKDsFAFKF()KKK，LMNNvNKPPI、P2PmAPgg。符号说明膜面积m!膜孔结构参数战2等t詈气体A的浓度mol／m3吸附气体表面浓度mol／m3扩散系数m／s物质A通过固体B的分子扩散系数m／s有效扩散系数m／s努森扩散系数m／s表面扩散系数m／s分子扩散流量mot／m-"，s努森扩散流量mot／m-'．S努森扩散通量m

2、ol／m"．S，Pa孔形修正系数膜孔结构参数K．，：2二_F．三膜厚m分子量kg／mol气体质量渗透流率kg／m2-s分子扩散质量流率kg，m2．s努森扩散质量流率kg／m2．s渗透系数压力Pa平均压力Pa压差Pa气体吸附量mol／ks气体单层吸附量mol／kg北京化工大学硕士学位论文Qr、RSSwTV蟮，VyT1、¨￡o0目NTt九pP流量m7S膜孔半径m溶解度系数rn3／m3．Pa吸附比表面积m2／kg绝对温度K流速m／s比容m3／kg分子均方根速度m／s扩散距离m流体粘度Pa．S孑L隙率表面张力N／m接触角度分子表面

3、占据率切应力N弯曲因子气体平均舒胁呈肛罟愿密度kg／m；颗粒真密度k∥m3北京化工大学硕士学位论文摘要无机陶瓷膜以其优异的化学稳定性和热稳定性，自八十年代初期在法国奶业和饮料业成功推广应用后，成为近十多年来新型膜分离领域研究和丌发中的一个重要方向。本课题以研制微孔不对称陶瓷膜为目的，重点研究了固态粒子烧结法制备硅藻土基质膜、溶胶一凝胶(S01．Gel)法制各Al，O，不对称膜的工艺过程咀及膜的结构、表征方法和气体在其中的渗透特性，为陶瓷膜的应用打下了基础。研究了原料粒径、添加剂种类、含量等对硅藻土浆料的稳定性和注浆成型法制

4、备的基质膜管初坯成型性的影响，获得了使浆料具有适宜粘度、流动性、稳定性的配方，制得了膜厚均匀、脱模性好、强度适宜的初坯：在一定的干燥方式和烧结条件下，利用硅藻土的多孔性，制得了孔隙率在45％左右，平均孔径为0．12～O．421am的硅藻土基质膜管。以在超重机中用NaAIO：和CO，反应生成的薄姆石沉淀为原料，采用溶胶一凝胶法制得了不对称A1，O、膜。研究了胶溶剂种类、含量等对涂膜透明溶胶的影响，制得了粘度适宜、涂膜性能良好的溶胶。通过溶胶性质、干燥方式、涂层方式、烧结条件对膜牲能韵影口I啪々研究，发现使用添加剂PVA及多次

5、浸涂一干燥一烧结的方法，可制得平均孔径为几个纳米、孔隙率为40％的无裂纹A1，O、膜。研究了微孔陶瓷膜主要参数的测试方法。用煮沸法测定了膜管的孔隙率；利用液体驱除法原理建立了一套装置，测定了基质膜的孔径和孔径分布；用滤速法测定了不对称AI，O，膜的平均孔径。通过实验测定了不同气体在不同膜管中的渗透通量。用气体渗透模型对氮气渗透结果进行拟合，得出膜管参数，然后对氧气、二氧化碳的渗透结果进行验证，发现对于氧气其理论值与实测值能较好的吻合，但对于二氧化碳气体，可能由于表面扩散的原因，其理论值与实测值有较大的偏差。关键词：硅藻土基

6、质膜A1：O，不对称膜固态粒子烧结法滤速法溶胶一凝胶法尘气横型北京化工大学硕士学位论文英文摘要ThePreparationandPerformanceofMicreporousAluminaMembranesDuetotheirexcellentadvantagesinthermal，chemicalstability,theresearchanddevelopmentoninorganicmembraneshavebeenanimportantpartofnovelmembraneseparationssincethey

7、weresuccessfullyusedindiaryandbeverageindustryinFranceirltheearly1980sTheaimofthisresearchistopreparemicroporousasymmetricceramicmembranes．ThepreparationprocessofdiatomitesubstratemembranesbysinteringmethodandasymmetricaluminamembranesbytheSol—Geltechnologyaswella

8、scharacterizationmethodsaboutporestructureandgaspermeabilitythroughmembranesweremainlystudied．Theinfluencesofparticlesize，theadditivesandtheircontentint