溶膠-凝膠法制備Zr-Si-Al陶瓷膜的研究

王常景,孫夢潞,劉曉雨,郝振濤,張銀鳳,b*

(湖北理工學院 a.環(huán)境科學與工程學院,b.礦區(qū)環(huán)境污染控制與修復湖北省重點實驗室,湖北 黃石 435003)

無機陶瓷膜的過濾效率高,能將小分子物質分離,且不引進新的物質,也可以實現(xiàn)反沖洗操作,使用年限長[1-2]。因此,無機陶瓷膜材料在廢水處理、飲用水處理、醫(yī)療廢棄物處理等方面有良好的發(fā)展前景[3-4]。由于受到結構的限制,現(xiàn)階段的平板膜主要應用于小規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)[5],或者在實驗室用于開發(fā)新結構平板膜,主要研究平板膜的結構與性質在應用過程中的影響,包括陶瓷膜的孔隙大小、新型水處理凈水工藝對水處理效果的影響等[6-7],但對于陶瓷膜結構本身的改良與設計關注不足,忽略了在水處理陶瓷平板膜制備時其內(nèi)部梯度構造對水處理效果的影響[8-10]。本文將利用溶膠-凝膠法,以異丙醇鋁粉末為前驅體,制備AlOOH溶膠,通過浸漬-提拉工藝在Al2O3支撐體表面進行浸漬-提拉工藝鍍膜,制備Al2O3陶瓷膜,旨在為優(yōu)化平板陶瓷膜的結構和性能提供參考。

1 試驗與方法

1.1 試驗方法

以八水氧氯化鋯、正硅酸四乙酯、異丙醇鋁為主要原料,采用溶膠-凝膠法制備透明的ZrO2-SiO2-A12O3三元復合溶膠,通過浸漬鍍膜法涂在莫來石-剛玉陶瓷支撐體上,制備用于處理飲用水的梯度孔陶瓷平板膜,借助現(xiàn)代測試方法對制備的平板膜試樣的結構與性能進行表征測試。

1.2 試驗原料與儀器

正硅酸四乙酯 (Si(OC2H5)4)、異丙醇鋁 (Al(OC3H7)3) 、八水氧氯化鋯(ZrOCl2·8H2O)、硝酸 (HNO3)、無水乙醇 (C2H6O)均為分析純,購自國藥集團化學試劑有限公司。……