莫來石纖維復合網(wǎng)絡結(jié)構的可控化制備及其應用研究.pdf

1、在柴油機煙塵過濾器方面，陶瓷纖維能很好的適應排氣管處高溫、強腐蝕性的特殊環(huán)境，同時纖維網(wǎng)絡結(jié)構的高氣孔率保證了其較低的氣體阻力。在濾體上負載催化劑，使捕集到的碳煙在排氣管溫度下燃燒除去，可大大提高過濾器的應用效率。對于非纖維類濾體，多以比表面積較大的γ-Al2O3為催化劑載體，將其涂覆在濾體表面。受濾體表面的限制，負載量較小，且有效催化面積小。而對于纖維類濾體，則多直接以纖維本身為催化劑載體。但實驗表明輕質(zhì)纖維網(wǎng)絡過濾體的孔徑較大，對微

2、小粒子的過濾效率低且催化劑負載表面有限，為了提高纖維網(wǎng)絡過濾材料對微小粒子的過濾效率，進一步增大可利用的催化劑負載表面，以往催化劑負載方式，對過濾效率并無提升效果。本課題擬通過反應過程控制，在莫來石纖維表面生長二級結(jié)構。以二級結(jié)構為催化劑載體，可同時調(diào)節(jié)濾體的孔徑分布，進而提升過濾性能。
　　本文中以莫來石晶須為二級結(jié)構時，纖維濾體的BET比表面積可由1.70m2/g增大到85.68m2/g，為催化劑負載提供了便利的條件。同時，對

3、于0.3μm和0.5μm粒子的過濾效率?？煞謩e由0.6％提高到56.6％，和由12.9％提高到了94.2％。
　　二級結(jié)構本身的性質(zhì)，決定了其對纖維網(wǎng)絡結(jié)構性能的提升效果。使用不同的原料，或調(diào)節(jié)制備工藝參數(shù)，可達到控制二級結(jié)構物相及形貌的目的。以鋁溶膠、硅溶膠、AlF3粉末混合制備活性粉末，作為二級結(jié)構原料。在活性粉末與莫來石纖維質(zhì)量比為1∶1的條件下，分別經(jīng)700℃、800℃、1000℃熱處理1h，可分別得到流蘇狀莫來石/纖維、

4、棒狀氟黃玉/纖維、莫來石晶須/纖維復合網(wǎng)絡結(jié)構。當活性粉末/莫來石纖維質(zhì)量比為0.3，經(jīng)1000℃熱處理1h，可得到分叉莫來石/纖維復合網(wǎng)絡結(jié)構。改用AlF3粉末為原料后，在AlF3與莫來石纖維質(zhì)量比為0.6的條件下，經(jīng)1200℃熱處理1h后，可得到剛玉/莫來石纖維復合網(wǎng)絡結(jié)構。
　　在幾種二級結(jié)構中，莫來石晶須對體系過濾效率及比表面積的提升效果最顯著。同時莫來石晶須/纖維結(jié)構，也具有較高的抗壓強度(1.703MPa)及氣孔率(8