低濃度碳化硅漿料的分散穩(wěn)定性及其膜性能研究

馬 東，陳常連，黃小雨，梁 欣，周詩聰，黃志良，徐 慢

武漢工程大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，湖北 武漢 430205

隨著國家對環(huán)境保護力度的加大，膜材料被廣泛應(yīng)用于工業(yè)廢水和廢氣的過濾凈化［1-6］。碳化硅（silicon carbide，SiC）材料及其制品有較強的共價鍵，具有耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)點，被廣泛用于食品、發(fā)酵、制藥、生物制品、植物提取、化工、紡織等領(lǐng)域用水的凈化，化工產(chǎn)物的濃縮，生產(chǎn)過程廢水的回用處理及綜合廢水的終端處理等［7-10］。SiC陶瓷膜主要通過錯流過濾進(jìn)行分離，要制備完整無缺陷的陶瓷膜，前提需制備出具有較好流動性和一定黏度的 SiC 漿料［11-12］。唐學(xué)原等［13］研究了 pH值、分散劑以及固含量對漿料的影響，并分析了在固含量為32%時不同分散劑對SiC漿料黏度的影響。徐慢等［14］通過聚碳硅烷包覆碳化硅顆粒降低燒結(jié)溫度并提高膜強度。本文研究了不同分散劑、pH值對SiC漿料的流變性和穩(wěn)定性影響，得到了低濃度SiC膜用漿料的最佳配合比，并比較了噴涂涂膜和浸漿涂膜的涂膜方式對SiC陶瓷膜的影響，最終制備出孔徑分布較窄的SiC陶瓷膜，并對膜的物相、結(jié)構(gòu)與性能等進(jìn)行初步表征。

1 實驗部分

1.1 原料

SiC粉料（鄭州利鋒磨料磨具有限公司，粉料d50=0.583 μm）；聚乙二醇聚乙二醇（polyethylene glycol，PEG）（江蘇省海安石油化工廠）；羧甲基纖維素鈉（carboxymethylcellulose sodium，CMC-Na）（山東赫達(dá)股份有限公司）；四甲基氫氧化銨（tetra?methylammonium hydroxide，TMAH）溶液（國藥集團化學(xué)試劑有限公司，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%）；無水乙醇（天津力帆化學(xué)試劑有限公司）。

1.2 實驗方法

將一定量的去離子水、不同含量的PEG、TMAH、CMC-Na和SiC粉體混合到球磨罐，用氨水和鹽酸調(diào)節(jié)漿料pH值，在轉(zhuǎn)速為190 r/min下球磨3 h，制備出SiC漿料?！?br>