Al2O3中空纖維陶瓷膜的結(jié)構(gòu)優(yōu)化與性能研究.pdf

1、Al2O山東理工大學山東理工大學碩士學位論文Al2O3中空纖維陶瓷膜的結(jié)構(gòu)優(yōu)化與性能中空纖維陶瓷膜的結(jié)構(gòu)優(yōu)化與性能研究研究StructuraloptimizationstudyonpropertiesofAl2O3HollowFiberCeramicMembranes研究生：穆海波穆海波指導教師：孟波教授孟波教授申請學位門類級別：理學碩士學科專業(yè)名稱：物理化學物理化學研究方向：無機膜無機膜論文完成日期：20201212年4月1919日分

2、類號：TQ028密級：單位代碼：10433學號：Y0905158山東理工大學碩士學位論文摘要I摘要本論文應用相轉(zhuǎn)化燒結(jié)技術(shù)制備了Al2O3中空纖維陶瓷膜，系統(tǒng)研究了添加劑總類、添加劑用量、芯液組成、空氣距和燒結(jié)溫度等對中空纖維陶瓷膜結(jié)構(gòu)與性能的影響。通過調(diào)控工藝參數(shù)優(yōu)化中空纖維膜結(jié)構(gòu)得到了兩種特殊結(jié)構(gòu)（內(nèi)指狀孔外海綿層結(jié)構(gòu)和全指狀孔貫通結(jié)構(gòu)）的Al2O3中空纖維陶瓷膜。首先，考察了鑄膜液組成中添加劑對于陶瓷膜性能的影響。發(fā)現(xiàn)按照質(zhì)量比添

3、加3%的乙二醇甲醚的陶瓷膜具有較為優(yōu)越的性能，其抗折強度為90.8MPa，純水通量為18.8m3m2h1bar1，分別是無添加劑陶瓷膜的1.5倍和2.62倍；而且這種陶瓷膜氣體分離性能上也具有較大的優(yōu)越性，在較低的氣壓（0.02MPa）時，對于H2N2體系和H2CO2體系的分離系數(shù)分別為2.84和2.71。其次，考察了制備參數(shù)如芯液組成、空氣距和燒結(jié)溫度對中空纖維膜的結(jié)構(gòu)和性能的影響。實驗確定：鑄膜液組成為7.5%聚醚砜、29.8%NM

4、P、59.7%氧化鋁以及3%乙二醇甲醚，燒結(jié)溫度為1500℃，芯液為純水，空氣距為5cm的條件下制備的中空纖維膜具有內(nèi)側(cè)指狀孔外側(cè)海綿孔的非對稱結(jié)構(gòu)；孔隙率為55%；其抗折強度為79.4MPa，水通量為30.2m3m2h1bar1。鑄膜液組成相同、燒結(jié)溫度相同，芯液組成為10%水90%NMP的混合溶液，空氣距為0cm條件下制備的中空纖維膜具有全指狀孔貫通結(jié)構(gòu)；孔隙率為46%；其抗折強度為83.9MPa；水通量為23.5m3m2h1bar