光催化-膜分离集成反应器及其应用

 设计了一种新型光催化-陶瓷膜分离集成反应器,在反冲条件下利用此集成反应器进行了甲基橙光催化氧化反应,分别考察了陶瓷膜对光催化剂TiO2微粉的截留率、膜的渗透通量、光催化氧化脱色率以及不同膜分离压力下的光催化反应速率常数. 结果表明,TiO2-甲基橙悬浆液体系中TiO2微粉的截留率可达到99.9%, 经集成反应器完成一个反应周期后甲基橙氧化脱色率达到10%, 光催化氧化脱色效果高于圆柱式反应器.     

钼酸根阴离子印迹陶瓷膜的制备与吸附性能

以三氧化二铝陶瓷膜为载体,以钼酸根阴离子为模板离子,1-乙烯基咪唑为功能单体,1,6-二溴己烷为交联剂,采用表面印迹和接枝聚合方法制备了能选择性吸附Mo(Ⅵ)的新型印迹陶瓷膜(IIP-PVI/CM).采用红外光谱、X射线光电子能谱、热重分析及扫描电子显微镜等方法对陶瓷膜进行结构表征.研究了pH值对吸附性能的影响,当pH值范围为2~4时,IIP-PVI/CM具有良好吸附能力;动力学和热力学结果表明,IIP-PVI/CM对Mo(Ⅵ)的吸附符合准二级动力学模型和Langmuir吸附模型;当pH=4.0和温度为30℃时,IIP-PVI/CM对Mo(Ⅵ)具有良好选择性,Mo(Ⅵ)对W(Ⅵ)的选择性系数高达7.48;动态吸附结果表明,IIP-PVI/CM对W(Ⅵ)和Mo(Ⅵ)的吸附饱和时间分别为24和47 min,饱和吸附量分别为0.163和0.672 mmol/100 g,动态吸附时IIP-PVI/CM亦具有良好选择性;经9次吸附与解吸后,IIP-PVI/CM对Mo(Ⅵ)吸附容量仍可达到初始值的92%,再生和循环使用性能良好.     

无机陶瓷膜纯化杏鲍菇多糖

为了提高杏鲍菇多糖的含量,用0.2μm的无机陶瓷膜对杏鲍菇多糖进行纯化,结果表明在25℃,0.02—0.08M Pa压差操作条件下,纯化后的杏鲍菇多糖含量为62%,并且可以除去大部分不溶物和蛋白质胶体等大分子杂质。采用漂洗、碱洗、酸洗,可使膜的清水通量恢复率达到95%以上。     

Ti-6Al-4V微弧氧化陶瓷膜的微观结构及摩擦磨损性能研究

在NaAlO2和Na3PO4混合电解液中,利用微弧氧化技术在Ti-6Al-4V表面制备了氧化物陶瓷膜.用扫描电子显微镜、X射线衍射仪及显微硬度仪分别对微弧氧化膜的微观结构、相组成及其断面硬度进行分析,并对氧化膜致密层的摩擦磨损性能进行研究.结果表明:氧化膜表面呈现出多孔结构,氧化膜疏松层与致密层无明显界限,氧化膜与基底以犬牙交错形式结合;氧化膜主要由TiAl2O5和TiO2相组成,还含有少量AlPO4相和Al2O3相,氧化膜疏松层中TiAl2O5相的含量明显高于致密层;氧化膜内距Ti-6Al-4V基底约21 μm处的硬度存在最大值,两侧硬度降低;微弧氧化膜与Si3N4球对摩时具有较高的摩擦系数,磨损率比Ti-6Al-4V降低2个数量级,说明氧化膜致密层具有良好的耐磨性能,其磨损机制为微区脆性断裂.     

ZrO_2纳米涂层修饰改性陶瓷微滤膜吸附机理研究

分别在MgCl2和NaCl稀溶液中,用AFM研究了四方相ZrO2纳米涂层的表面排斥力随作用距离的变化关系。当作用距离较远时,表现为长程排斥力,当作用距离较近时,为强烈的短程排斥力。Mg2+在ZrO2纳米涂层表面具有特征吸附,而Na+表现出惰性电解质的特征。随着MgCl2浓度的增大,渗透通量呈明显下降的趋势。随着NaCl浓度的增大,渗透通量呈稍有增大的趋势。     

Pd－Cu／γ－Al2O3催化还原硝酸盐的研究

 地下水中硝酸盐的污染已引起人们普遍的关注，催化还原硝酸盐技术被认为是一项有发展前景的脱除硝酸盐工艺．利用Pd－Cu／γ－Al2O3悬浮态催化剂和管状陶瓷催化膜，在间歇式完全混合反应器中对脱除地下水中硝酸盐进行了研究，考察了催化剂、硝酸盐初始浓度、H2流量对还原反应的影响．结果表明，Pd－Cu／γ－Al2O3可有效地脱除硝酸盐，总氮的脱除率可达81％；同时，催化剂的活性和选择性受到扩散限制和质量传输的影响．与悬浮态催化剂相比，管状陶瓷催化膜可提供固－液－气三相之间有效的接触，在很大程度上提高了催化反应的选择性，对氮的选择性由73．4％提高到89．4％．这是一项有效、实用的催化还原技术，尤其适用于小型水厂以及没有统一供水系统而是自家开采地下水作为饮用水源的农村地区．     

溶胶凝胶法制备取向性氧化铝超滤陶瓷膜

用金属醇盐的溶胶-凝胶法在多孔α-Al_2O_3衬底上制备了孔径均一的γ-Al_2O_3超滤膜.经X射线衍射仪、扫描与透射电子显微镜以及静态氮吸附等手段对膜的结构、形貌与孔径大小分布等进行了表征.实验发现顶层膜取向生长,膜厚受浸取时间、溶胶浓度、粘度和实验温度等因素影响.典型条件下可在20mm×20mm衬底上制备孔径均一、大小为3.8～4.8nm和厚度2μm左右的无裂纹、无孔洞等表面缺陷的多孔γ-Al_2O_3陶瓷膜.     

TiO2陶瓷膜的制备及性能研究

本文以钛酸丁酯为起始原料，采用聚合凝胶法，制备了有支撑的TiO2多孔陶瓷分离膜。研究了载体孔径，TiO2溶胶条件，制膜工艺过程(浸涂、干燥等)条件对TiO2膜成膜性质的影响，并通过对TiO2陶瓷膜耐酸、碱性的实验，证明了其纯水通量、孔径大小基本不变，再生恢复性良好。     

由组分可控的LB膜前驱物法制备Y2O3稳定立方相ZrO2的超薄陶瓷膜

由有机LB膜技术发展了一种制备组分、厚度可控的无机超薄陶瓷膜的方法.以Zr、 Y的β-二酮络合物的作为"表面离子"代替传统的亚相离子,沉积它们与花生酸的混合LB膜.并将它作为前驱物,经臭氧处理和热处理,成功制得了Y2O3稳定的立方相ZrO2超薄膜(YSZ).用X射线衍射(XRD)、 X射线光电子能谱(XPS)等手段研究了YSZ薄膜的相结构和其组成.结果表明,超薄陶瓷膜中Zr与Y的含量比率控制得很好,且形成Y2O3稳定的立方相ZrO2.说明这种方法可以成功地用来制备组分和膜厚均可控的纳米陶瓷膜.