无机陶瓷膜的制备研究

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1、型燮型塑!塑塑2摘要采用溶胶一凝胶法制备多孔氧化铝膜和多孔氧化钛膜，通过透射电镜、扫描电镜、差热热重仪、电子衍射仪、x射线能谱仪和X射线衍射仪等，对溶胶粒子的性状，膜的形貌、结构及热稳定性进行r研究，并对异丙醇铝水解形成勃姆石溶胶和异丙醇钛水解形成二氧化钛浴胶的条件及溶胶转变为凝胶，焙烧形成氧化铝膜和二氧化钛膜的影响因素进行九寸论。实验结果表明：勃姆石溶胶粒子为直径2～5纳米，长度40～70纳米的针状或棒状，呈多晶结构：二氧化钛溶胶粒予(颗粒法)为直释10纳米的球状，呈多晶结构；二氧化钛溶胶粒子(聚合法)为

2、聚合链状，呈非品态结构。，采用浸渍提拉法和滑移浇铸法在多孔陶瓷基底上成氧化铝膜，膜厚2～3微米，膜孔径小于50纳米，y_Al：o。晶体结构，正交晶系，空nU群为Fd3m；采用浸渍提拉法白：多孔陶瓷基底上成氧化钛膜，膜厚5～7微米，膜由纳米粒子组成具有纳米孔径，锐钛矿和金红石型TiO：混合晶体结构，四角晶系。另外，还对二氧化钛浴胶镀膜过程中的扩散行为进行灰色系统预测，通过建立GM(1．1)校型，推导出其扩散距离和扩散浓度成指数函数关系。关键词：陶瓷膜，溶胶～凝胶法，制备，氧化铝，氧化钛垂!!堕堡竖塑型鱼竺!i

3、AbstractPorousalmninaandtitaniaceramicmembranes，preparedbysol—gelteclmiquesfromalkoxidestartingmaterials，arecharacterizedbyTEM，SEM、DSC、TGA，XRDandEDSTheconditionsofhydrolysisofaluminiumisopropylateandtitaniumisopropylate，processingsoltogelandthejnfluencesof

4、calciningonformingaluminaandtitaniamembraneshavebeenstudied．Theresultsshowthatboehmitesolparticles．wim40～70ranlongand2～5nmindaameter．havenanometerandpolycrystallinestructttre．Titania“particulate”S01particles．with10nmlndiameter、havenanometerandpolycrystalli

5、nestructure．Titania“polymeric”s01particles，withpolymerouschainshape，havenoncrystallinestructure．Twomethods——macerate．drawingandslip—castingareadopedofmakingthefilmOiltheporousceramicsupportsThemeanporediameterandthinknessofaluminamembranes，whichshowfirey-A

6、1203crystal，Cubic，Fd3mcrystalgroup，arelowerthan50nmand2～3L皿respectively．Themeanporediameterandthinknessoftitaniamembranes，whmhshowthemixedcrystalofanataseandfutile，Tetragonal．couldreachtensofnanometersand5～79rnrespectivelyGreysystemtheoryisintroducedtopred

7、icttheTi02solpermeationthroughtheporousceranucsuppport．GM(1．1)hasbeensetupbasedongreysystemtheoryKeywords：Ceramicmembranes，Sol—gel，preparation，alumina，titania，．2，无机陶瓷膜的制备研究1引言1．1发展现状膜分离技术是利用分离膜组件进行分离、提纯、净化液体与气体的技术，其具有能耗低、操作简便、无化学副作用、无相变和无二次污染等优点，是一种高效、节能的物

8、理分离技术。该技术已成为提高生产效率，减少废物排放量和废物回收利用方面最具潜力的技术之一[1]。在膜科学领域中，开发较早的膜材料是有机聚合材料。它在很多方面有独到的优点，例如有机膜具有韧性，能适应各种大小粒子的分离过程，制备相对较简单．易于成型，工艺也较成熟，且价格便宜。使其在当前的应用占据了很大的比例。但是它也有些自身无法克服的缺点：①热稳定性差，不耐高温I②抗腐蚀性差，不耐酸碱及有机溶剂；⑧恶劣环境下使用寿命