荷正電微孔陶瓷膜的制備與表征.pdf

1、陶瓷膜分離是一種具有廣闊應(yīng)用前景的分離技術(shù)，尤其是功能陶瓷膜的開發(fā)和利用。本文以硅藻土陶瓷膜為基膜、納米Y2O3為荷電劑對荷正電微孔陶瓷膜（以下簡稱荷電膜）的制備與組成結(jié)構(gòu)表征進(jìn)行了研究。
　　首先，本研究設(shè)計(jì)采用分散劑法、強(qiáng)堿沉淀法和前驅(qū)體轉(zhuǎn)化法制備荷電膜，并用DSC-TGA、XRD、BET、SEM等技術(shù)手段對膜結(jié)構(gòu)及其性能進(jìn)行表征，綜合分析三種制膜方法獲得的膜性能結(jié)果可知:①分散劑法制膜過程簡單，但荷電劑在分散過程中易團(tuán)聚、穩(wěn)

2、定性差，Y2O3與基膜間結(jié)合力不強(qiáng)，所以這種方法不能制備出性能優(yōu)異的荷電膜;②強(qiáng)堿沉淀法所得荷電膜表面納米Y2O3分布較均勻、附著力較強(qiáng)，膜對達(dá)旦黃的去除率較高，但制膜過程中需要除去副產(chǎn)物NaCl，工藝繁瑣、成本高;③前驅(qū)體轉(zhuǎn)化法制膜具有納米Y2O3分布均勻、結(jié)合力強(qiáng)、荷電劑純度高且不易脫落、對達(dá)旦黃去除效率高等優(yōu)點(diǎn)，因此本研究選擇采用前驅(qū)體轉(zhuǎn)化法制備荷電膜。
　　其次，對前驅(qū)體轉(zhuǎn)化法制膜工藝過程進(jìn)行系統(tǒng)研究:涂膜液制備的最佳實(shí)驗(yàn)

3、條件為YCl3/尿素的摩爾比=1∶6、反應(yīng)溫度95℃、反應(yīng)時間110min;當(dāng)涂膜液濃度為0.05mol/L、涂膜2次時制得的膜微孔結(jié)構(gòu)保持良好，且納米Y2O3顆粒在膜表面分布均勻;當(dāng)煅燒溫度為700℃時，前驅(qū)體Y(OH)CO3·H2O受熱分解，OH-及CO32-等基團(tuán)消失，前驅(qū)體完全轉(zhuǎn)化為納米Y2O3，且Y2O3晶粒生長良好、成分單一，并均勻地附著在微孔膜的表面。
　　最后，對納米Y2O3與基膜間結(jié)合力、膜表面電性能和過濾性能進(jìn)

4、行分析，結(jié)果表明:Y2O3與基膜間以Y-O和Y-Si化學(xué)鍵結(jié)合，且過濾實(shí)驗(yàn)顯示濾液中Y離子濃度c(Y3+)平均僅為0.065mol/L,說明Y2O3與基膜間結(jié)合牢固、不易脫落;荷電膜等電點(diǎn)為8.27，在pH為4～8范圍內(nèi)，膜表面表現(xiàn)出強(qiáng)的正電性;荷電膜對帶負(fù)電荷達(dá)旦黃的去除率最高可達(dá)99.6％，且其對細(xì)菌的富集作用較好。
　　因此，采用前驅(qū)體轉(zhuǎn)化法制備荷電膜具有成本低、工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)，且所得荷電膜表面納米Y2O3分布均勻，基膜與荷