HCI加入量对介孔N掺杂TiO2材料结构及光催化性能的影响

以钛酸四丁酯为前驱体,二甲基甲酰胺为N源,HCl为水解控制剂,采用聚合溶胶-凝胶法制备具有可见光响应的TiO₂介孔材料。通过X线光电子能谱（XPS）、X线衍射（XRD）、N₂等温吸附-脱附测试,考察N在TiO₂晶格中的掺杂形式以及HCl加入量对试样的结构性质和可见光催化性能的影响。结果表明:当HCl与钛酸四丁酯的摩尔比值（r）分别为2、3、4时,400℃煅烧后制备得到的材料均为单一锐钛矿晶型,晶粒尺寸控制在10.5～11.5 nm;随着r的增大,材料的比表面积、孔隙率及孔径增大,比表面积为19.6～77.8 m²/g,孔径为3.7～5.4 nm;N掺杂TiO₂材料具有良好的可见光催化活性,且对甲基橙的降解能力随着HCl加入量的增大而显著增大;当r为4时,试样对甲基橙的催化降解率最高,1 h后达到99.2%。     

双极膜电渗析提取乳酸的影响因素

针对乳酸传统生产工艺废水排放多、产品质量较差的问题,提出两室型双极膜电渗析生产工艺,探索适合工业生产的操作条件。研究结果表明:电流密度对电渗析过程影响最大,提高初始浓度和增加极室盐溶液浓度均能使能耗降低。对1.24 mol/L的乳酸钠溶液,控制电流密度为500 A/m2,流量为80 L/h,极室盐质量浓度为50 g/L时,乳酸收率93%,浓度1.42 mol/L,电流效率72.5%,能耗1.05 kW.h/kg。     

疏水性Al2O3膜表面的化学稳定性

采用长链烷基的硅氧烷对片式对称多孔Al2O3膜进行改性, 制备疏水性Al2O3膜.考察在不同环境下疏水Al2O3膜的化学稳定性, 采用接触角和红外光谱表征膜表面性质的变化. 结果表明:制备的疏水膜的水接触角约为142°; 在室温下的浓H2SO4和NaOH溶液中, 疏水膜具有良好的稳定性, 但是在120℃的浓H2SO4和80℃的NaOH溶中, 疏水表面很快被破坏, 转变成亲水表面;疏水Al2O3膜在多种有机溶剂中浸泡20d仍保持良好的稳定性.     

凝胶注模-离心成型工艺制备孔梯度陶瓷

选用Al2O3粉体和单体为N-羟甲基丙烯酰胺(NMA)的聚合体系配成浆料,结合凝胶注模和离心成型工艺的优点,制备出直径分别为12、18、30mm的具有一次成型孔梯度结构的管式Al2O3陶瓷坯体.采用扫描电镜(SEM)和压汞法对烧结后的试样进行了表征.结果表明:凝胶注模工艺的应用能有效降低离心过程所需要的离心速度,同时使坯体具有较高的强度而不易变形且脱模容易.     

Pd/陶瓷复合膜分离器中H2/N2混合气的分离过程

采用光催化沉积法结合化学镀制备出有效膜长为33 cm、膜厚约10μm的致密Pd膜.单气体测试表明,该膜有良好的H2/N2选择性,H2渗透系数在350、400、450及500℃时分别为0.7×103、1.1×103、1.4×103及1.9×103L/(m2·min·MPa0.5).通过H2/N2混合气分离的研究,考察了流体传输对Pd膜分离性能的影响,结果表明H2渗透总流量随着原料气总流量、温度及膜两侧的总压差的增加而增大.采用活塞流模型计算的结果与实验结果吻合较好.     

疏水性Al_2O_3膜在真空膜蒸馏中的应用

采用表面接枝改性法,将十六烷基三甲氧基硅烷(C16)接枝于陶瓷膜表面,获得疏水性Al_2O_3膜。傅里叶红外光谱结果表明,C16接枝到陶瓷膜表面;接触角实验结果显示:接枝C16分子后的Al_2O_3膜表面呈现疏水特性,接触角为158°。将改性后的Al_2O_3膜应用于真空膜蒸馏(VMD)的脱盐实验中,结果表明:在料液流速160 L/h、料液温度70℃、真空度0.095 MPa时,VMD过程可以获得较高渗透通量。将疏水性Al_2O_3膜应用在VMD过程的稳定性实验中,在300 min的运行过程中,渗透通量基本稳定在20 kg/(m~2·h),脱盐率大于99.9%。     

超声-光催化氧化联合法降解甲基橙的研究

采用光催化氧化-超声分散联合法,以纳米微粉TiO2为光催化剂,对低浓度甲基橙溶液进行降解脱色研究。结果表明单一超声波反应对甲基橙的脱色效果不明显;加入超声波后,联合法与单一光催化相比使甲基橙溶液的脱色率提高了29.4%,这是由于在光催化反应中加入超声波后对催化剂粒子起着即时分散的作用,有效地阻止了体系中催化剂颗粒的团聚。光催化剂用量为0.20%,超声波发生仪的发生电流I=4.0A时,对初始质量浓度为25mg/L的甲基橙溶液有很好的脱色效果。     

有机添加剂对TiO2/Ti复合微滤膜制膜液性质和成膜的影响

采用改进浸浆法制备TiO2/Ti复合微滤膜,考察有机添加剂聚乙烯亚胺(PEI)和甲基纤维素(MC)对制膜液性质和成膜的影响,并通过控制合适的制膜液黏度,以期制备完整无缺陷的TiO2/Ti金属陶瓷复合微滤膜,将金属支撑体与陶瓷活性分离层有机集成。结果表明:PEI对溶胶分散制膜液中颗粒的荷电特性有显著影响,并表现出与水分散制膜液不同的特性。不同PEI的添加同时能显著影响制膜液的稳定性和粒径分布,其添加量为相对于TiO2粉体质量的3%,制膜液黏度可以在1 200 min内均保持稳定。制膜液中形成粒径约为1 370 nm的团聚体,可以显著地缓解制膜颗粒的内渗和提高湿膜层的稳定性。制膜液黏度随着MC加入量的增加而增大,且对成膜有显著的影响。黏度过大或过小,都会导致膜层不完整或裂纹的产生,合适的MC质量分数为10%。     

Pd/Ti-Al合金复合膜表面缺陷的影响因素

金属基Pd复合膜在高温下易产生小孔缺陷,目前对造成膜表面小孔缺陷的主要原因尚不清楚。借助环境扫描电镜(SEM)考察了气氛环境、高温烧结以及金属间相互扩散等因素对Pd/Ti-Al合金复合膜表面性能的影响。结果发现:气氛环境、高温烧结和金属间相互扩散都会对Pd复合膜的性能产生一定的影响,但是高温下Pd与Ti-Al合金间相互扩散是Pd/Ti-Al合金复合膜表面小孔缺陷形成的最主要影响因素。     

以TiO2纤维制备陶瓷微滤膜的研究——制膜液pH对膜孔径的影响

以陶瓷纤维堆积构成的多孔膜材料,可以克服传统过滤材料过滤阻力大的缺点.在使用浸浆法以TiO2陶瓷纤维为原料制备陶瓷微滤膜的过程中,通过调节制膜液的pH,制备孔径在1.3～2.2 μm之间的系列微滤膜.采用气体泡压、渗透性能、环境扫描电镜、zeta电位分析等手段对膜的微结构及性能进行表征,分析pH对zeta电位的影响.结果表明:含TiO2纤维的制膜液等电点位于pH=4.1附近;随着pH的增加,TiO2纤维之间的相互排斥力越大,排列也越松散,膜层孔径变大;膜的N2与纯水通量与孔径有着良好的对应关系.