多孔陶瓷膜的气体渗透模型

为了揭示气体在多孔陶瓷膜中的传质规律,研究陶瓷膜在20～500℃下的N2渗透性能。实验测定了平均孔径为100、200和500 nm的陶瓷膜渗透速率;在达西定律的基础上,分别依据K-C方程和H-P方程建立气体传质模型,修正相关参数并进行比较和预测。结果表明:在考察的膜孔径范围内,气体的传质机制主要为黏性流扩散,气体的渗透速率随温度的升高而减小,随膜平均孔径和孔隙率的增大而增大,随膜厚度的增加而减小,修正的K-C方程能较好地描述N2在陶瓷膜孔中的传递规律。     

陶瓷膜:一种前景广阔的新材料

一、陶瓷膜技术发展概况 陶瓷膜也称GT膜,是固态膜的一种,最早由日本的大日本印刷公司和东洋油墨公司在1996年开发引入市场。陶瓷膜主要是Al2O3,ZrO2,TiO2和SiO2等无机材料制备的多孔膜,其孔径为2—50um。具有化学稳定性好,能耐酸、耐碱、耐有机溶剂,机械强度大,可反向冲洗,抗微生物能力强,耐高温,孔径分布窄,分高效率高等特点,     

管状陶瓷膜燃料电池

固体氧化物燃料电池（SOFC）是举世公认的高效、便捷和对环境友好的绿色能源装置。从上世纪70年代开始，已进行了数十年的研究与开发，国际范围内经历了几个起落和周期，国际知名的从事SOFC研制的公司，都已推出了自己的应用演示装置，形成了兆瓦级的年生产能力。特别是小、中型（1～25kW）分散式SOFC电／热联供能源呈现出广泛而极具开发价值的市场前景。目前发展阶段的SOFC，以电极支撑的薄膜化致密电解质膜为特征，低成本的陶瓷膜制造的应用，以及陶瓷膜反应器的结构优化，从而具有前所未有的高性能，可以更为确切地称之为“陶瓷膜燃料电池”（CMFC）。这种科学化称呼所涵盖的概念，不仅导致本课题的一系列成功与成果，也将有利于该能源技术的未来发展。     

化学沉积-陶瓷膜微滤去除城市污水二级出水中的磷

针对城市污水深度处理除磷,研制了通量大、强度符合使用要求的无机陶瓷膜。过滤压差为0.08 MPa时,该膜的纯水通量为15.793 m^3/（m^2.h）,使用时该膜易反冲再生。以Ca（OH）2为钙源和pH值调整剂,以聚合氯化铝为混凝剂,在pH值为10,聚合氯化铝剂量为0.10 mmol/L,反应时间为2 h,通过化学沉积-膜过滤工艺深度处理城市污水二级处理的出水,磷含量可从10.00 mg/L降至0.10 mg/L,浊度从1.5 NTU降至0.10 NTU。对城市污水二级处理的出水进行处理时,钙磷沉积的适宜pH值高于10。试验结果显示,陶瓷膜可以降低混凝剂用量、减小出水中的磷含量,沉积-膜过滤工艺是城市污水深度处理除磷的有效技术。     

无机陶瓷膜去除废气中微尘的试验研究

研制多孔微滤陶瓷膜，试验研究了这种微滤陶瓷膜过滤去除废气中微尘的效果。试验结果表明，这种陶瓷膜对气体中微尘具有良好的过滤效率。用-1μm含量为95％，中位径为0．159μm的微尘进行过滤试验，除尘效率迭97．78％～100．00％，除尘效率随过滤风速的增加而降低。过滤时压降与过滤风速之间呈线性关系。过滤后的陶瓷膜可以通过气体反冲再生，反冲气速大于9．00m／s时，膜通量可以完全恢复。     

酵母菌悬浊液污染陶瓷膜的清洗

根据酵母菌自身的组成和各种清洗剂的清洗机理选择合适的清洗剂，分别在0.10MPa、0.15MPa和0.20MPa3种压力下（25℃、15℃）进行污染与清洗的实验。结果表明：选择NaClO（第一步）＋HNO3（第二步）作为清洗剂，在25℃、0.10MPa压力下的清洗效果较好；选择Ca(OH)2(第一步）＋H2C2O4（第二步）作为清洗剂，在15℃、0.15MPa压力的条件下的清洗效果较好。     

溶液环境对TiO2悬浮体系微滤过程的影响

以硫酸法生产钛白过程中TiO2的回收与分离为应用背景,研究离子强度、pH值对陶瓷膜微滤过程的影响,并结合陶瓷膜表面性质、颗粒表面性质以及颗粒粒径变化等测定,试图从陶瓷膜和颗粒表面性质两方面分析有关现象.结果表明,离子强度、pH值对TiO2悬浮体系的陶瓷膜微滤过程的影响与颗粒电性质变化引起的分散状态改变有关,同时也与陶瓷膜表面性质变化有一定关系.     

陶瓷超滤膜过滤含超细颗粒的乳化悬浮液的数学模型及二次成膜操作条件研究

建立了陶瓷膜超滤含超细颗粒的乳化悬浮液的数学模型，模型计算结果与超滤运行结果能很好地相符合，并由此模型提出了陶瓷膜超滤过程的稳定运行的关键条件，考察并确定了二次成膜的工艺条件。     

钛表面微弧氧化羟基磷灰石陶瓷膜的结构及其生物活性

采用微弧氧化技术(MAO),以纯钛(TA2)为基体,在醋酸钙和磷酸二氢钠电解液体系中,制备含羟基磷灰石(HA)的生物活性陶瓷膜,并利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线能谱(EDS)和红外光谱(FT-IR)对膜层进行表征,通过体外模拟体液浸泡实验检测膜层的生物活性.结果表明,纯钛经微弧氧化处理10min后,在其表面能生成一层含羟基磷灰石成分的多孔陶瓷膜,该膜层经模拟体液浸泡48h后,其表面覆盖一层含有CO2-3的羟基磷灰石(类骨磷灰石),即该陶瓷膜层具有良好的生物活性.     

YSZ含量对多孔氧化铝支撑体断裂韧性的影响

针对陶瓷膜支撑体材料的脆性问题,研究添加适量氧化锆粉体来改善多孔氧化铝陶瓷支撑体的断裂韧性。采用干压成型法,分别在1400°C、1450°C、1500°C、1550°C、1600°C烧后得到相应的支撑体,考察各支撑体的断裂韧性,以及各支撑体的孔隙率和抗折强度随氧化锆添加量的变化规律,采用XRD(X-raydiffraction)物相分析手段对氧化锆增韧多孔氧化铝陶瓷的增韧机理进行了探讨。研究结果表明:1600°C热处理后,当YSZ含量为6wt%时,支撑体的抗折强度和断裂韧性值最大,分别为137MPa和2.5MPa.m1/2,其中,t-ZrO2转变为m-ZrO2是支撑体断裂韧性提高的根本原因。