微米級(jí)孔徑蜂窩陶瓷的制備及應(yīng)用研究.pdf

1、蜂窩陶瓷由于具有獨(dú)特的直通孔結(jié)構(gòu)、高比表面積、高滲透率、低密度及高抗熱震性等優(yōu)勢,現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、冶金、化工、電子和航空航天等尖端技術(shù)領(lǐng)域。目前制備微米級(jí)孔徑蜂窩陶瓷的方法主要為擠出成型,主要作為催化劑載體用于汽車尾氣的處理;而關(guān)于百微米級(jí)蜂窩陶瓷在光催化方面的應(yīng)用卻鮮有報(bào)道。
　　本文采用環(huán)保無毒、成本低廉、操作簡便的海藻酸鹽凝膠工藝分別制備了Al2O3體系和 Si3N4體系的微米級(jí)蜂窩陶瓷。系統(tǒng)全面地研究了在凝膠反應(yīng)過程

2、各個(gè)實(shí)驗(yàn)參數(shù)的影響,包括漿料的固相含量、海藻酸鈉(NaAlg)的含量及種類、滲透過程中Ca2+的濃度、反應(yīng)溫度等,并通過XRD、SEM等對(duì)坯體進(jìn)行了表征和分析,制備了孔徑大小和氣孔率可調(diào)的微米級(jí)蜂窩狀多孔陶瓷,并首次實(shí)現(xiàn)了用該工藝制備的蜂窩陶瓷作為載體負(fù)載催化劑在光催化條件下降解有機(jī)物亞甲基藍(lán)的應(yīng)用。
　　通過實(shí)驗(yàn)可知,Al2O3-NaAlg漿料體系和Si3N4-NaAlg漿料體系在固含量低于30wt％時(shí),均表現(xiàn)為剪切變稀的非牛頓

3、流體;海藻酸鹽的種類及含量對(duì)凝膠后的坯體形貌有著重要的影響,而反應(yīng)溫度則控制著離子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng),溫度越高,離子無定向運(yùn)動(dòng)越快,直通孔結(jié)構(gòu)越易變形。實(shí)驗(yàn)中通過調(diào)節(jié)Al2O3漿料的固含量(10-30 wt％),制得氣孔率分布為60~79.5％,孔徑大小為180~315μm的Al2O3蜂窩陶瓷;通過調(diào)節(jié)Si3N4漿料的固含量(5-20 wt％),制備了孔徑大小分布在50~200μm,氣孔率為50.36~64.27％的蜂窩陶瓷,其孔道類似―蜂巢‖

4、狀,由大量β-Si3N4棒狀晶?；ハ啻罱佣?通過控制燒結(jié)溫度來控制晶粒的長徑比,最高長徑比可達(dá)20。該方法為制備多孔Si3N4陶瓷提供了一種新的思路。
　　通過溶膠-凝膠法所制備的 TiO2薄膜與 Al2O3蜂窩陶瓷基體之間的結(jié)合強(qiáng)度很好;當(dāng)載體的固相含量為15 wt％時(shí),所負(fù)載的TiO2薄膜光催化效率最高,達(dá)到79.52％,與TiO2粉體的催化效率相當(dāng),因此在廢水處理中可以作為理想的光催化載體,實(shí)現(xiàn)對(duì)催化劑的有效回收和循環(huán)利用