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无机陶瓷膜的制备技术

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-09-27 12:21:48 * 浏览: 36
近年来,无机陶瓷膜发展迅速。在这方面,无机陶瓷膜具有许多有机膜无法比拟的性能,例如耐高温,稳定的结构,均匀的孔径分布,良好的化学稳定性和抗微生物侵蚀性。 ,机械强度高,易于再生等。另一方面,新型无机陶瓷膜制备技术的发展也使得制备孔径均匀的高性能无机膜成为可能。因此,无机陶瓷膜具有广泛的应用范围,特别是在处理酸碱变化范围大,高温和高选择性的工业废水和废气中。 1无机陶瓷膜的制备无机膜的制备是无机膜科学的基础,已成为研究的热点。无机陶瓷膜的制备方法主要如下:1.1固态颗粒烧结法固态颗粒烧结法是制备基膜的常用方法。基膜的制备是无机膜研究的基础。一方面,由于强度问题,没有基质的无机膜没有实用价值。另一方面,仅在更好的支持下,只能使用sol 2凝胶法和化学气相沉积法。它可以用于膜制备中。该方法源自传统的陶瓷生产工艺。该过程是将固体颗粒研磨成细粉颗粒,将它们与粘合剂均匀混合以形成毛坯,在低温下干燥,然后在高温下烧结。原始粒径,加热速率,粘合剂和最终烧结温度对孔径和膜结构有一定影响。中国科学院大连物理研究所,南京化工大学,中国科学技术大学和华南理工大学使用这种方法制备了亚微米级基膜。 1.2溶胶-凝胶法溶胶-2凝胶法是目前制备无机陶瓷膜最重要的方法。通常,将金属醇盐用作原料,溶解在有机溶剂中,然后通过在水中快速强烈搅拌而水解。水解混合物脱醇后,沉淀出溶胶,并在90-100°C下用适量的酸(pHlt,1.1)凝胶化,溶解形成稳定的胶体悬浮液。溶胶在低温下干燥以形成凝胶。控制一定的温度和湿度以继续干燥以形成膜。将该凝胶膜在高温下煅烧以形成具有陶瓷特性的氧化膜。通过这种方法制备的无机陶瓷膜的孔径可以达到1至100nm,适合于气体分离和超滤。另外,通过将第二组分例如Al 2 O 3 -TiO 2引入到溶胶中,容易制备多种组分的复合膜。孔径也可以通过二次浸渍,涂覆等方法进行修改。因此,该方法被称为制备无机膜的最有效方法。 LeeneersAFM和LarbotA对溶胶中各种因素(pH,涂覆时间,酸含量和膜的微观形态,如膜厚度,孔径,孔隙率,孔径分布等)的影响进行了详细讨论。 2凝胶工艺。 Hackley Vincent等。 Etienne J等人制备了孔径小于1.7 nm的氧化铁膜。用草酸锆酯制得孔径约4 nm的氧化锆膜。 1.3化学沉积方法通常使用溅射,气相沉积等方法来获得致密膜。但是,如果控制了某些工艺参数和条件,这些薄膜技术也可以用于制备多孔陶瓷膜。通过这种方法已经成功地制备了多孔膜,例如Si 3 N 4。 1.4阳极氧化法采用高纯度金属箔,并在酸性电解液中进行阳极氧化。在箔的一侧上形成多孔氧化膜,并且在另一侧上的金属被酸溶解,从而获得具有近似直孔的多孔膜。经过适当的热处理,它变成具有均匀孔径分布的稳定氧化膜。我这种方法适用于制备小面积平膜,主要用于实验室。 1.5放射线蚀刻法当某种放射线通过致密的薄层时,其通过路径上的物质被活化,容易被某些腐蚀剂优先溶解而形成圆孔。该方法不仅用于有机高分子薄膜的制备,还应用于云母等材料。孔径和孔密度可以通过调节蚀刻时间和辐射时间来控制。通过这种方法制得的膜由于具有圆孔和直孔,特别适合用于膜工艺的基础模型研究。陶瓷滤芯陶瓷膜陶瓷膜过滤器