黄土/粉煤灰基陶瓷膜支撑体的制备及性能研究

doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2021.06.010

耐火材料 ›› 2021, Vol. 55 ›› Issue (6): 505-508.DOI: 10.3969/j.issn.1001-1935.2021.06.010

黄土/粉煤灰基陶瓷膜支撑体的制备及性能研究

李波¹⁾(), 同帜²⁾(), 李海红²⁾, 薛刘蒂²⁾, 张健需²⁾

1)西安工程大学城市规划与市政工程学院　陕西西安 710048
2)西安工程大学环境与化学工程学院　陕西西安 710048

收稿日期:2021-04-16 出版日期:2021-12-15 发布日期:2021-12-10
通讯作者: 同帜,男,1963年生,教授级高级工程师。E-mail: 1018915428@qq.com
作者简介:李波:男,1981年生,硕士,工程师。E-mail: 2696177387@qq.com
基金资助:
陕西省科技厅重点研发计划专项(2018GY-178);陕西省科技厅重点研发计划专项(2020GY-325);柯桥纺织产业创新研究院项目(19KQYB04)

Preparation and performance of loess/fly ash based ceramic membrane support

Li Bo¹⁾(), Tong Zhi²⁾(), Li Haihong²⁾, Xue Liudi²⁾, Zhang Jianxu²⁾

1) School of Urban Planning and Municipal Engineering,Xi’an Polytechnic University,Xi’an 710048,Shaanxi,China

Received:2021-04-16 Online:2021-12-15 Published:2021-12-10
Contact: Tong Zhi

摘要/Abstract

摘要：

为合理控制陶瓷膜的制备成本,选用成本低的黄土和粉煤灰作为原料,选用羧甲基纤维素为黏结剂,采用滚压成型、常压烧结制备了陶瓷膜支撑体。研究黄土和粉煤灰的质量比和烧结温度对支撑体性能的影响。结果发现:当黄土与粉煤灰掺杂质量比为6∶4,烧结至1 100 ℃并保温2 h时为最优制备条件,此时支撑体水通量为1 832 L·m^-2·h^-1,抗折强度为28.3 MPa。

关键词: 陶瓷膜支撑体, 黄土, 粉煤灰, 烧结制度, 水通量

Abstract:

In order to reasonably control the preparation cost of ceramic membrane,the ceramic membrane support was prepared using the low-cost loess and fly ash as the raw materials,carboxymethyl cellulose as the binder,roll forming and atmospheric sintering.Effects of the loess/fly ash mass ratio,and the sintering temperature on the properties of the support were studied.The results show that the support with the loess/fly ash mass ratio of 6∶4,sintered at 1 100 ℃ for 2 h,has the water flux of 1 832 L·m^-2·h^-1,and the modulus of rupture of 28.3 MPa.

Key words: ceramic membrane support, loess, fly ash, sintering schedule, water flux

中图分类号:

X705

李波, 同帜, 李海红, 薛刘蒂, 张健需. 黄土/粉煤灰基陶瓷膜支撑体的制备及性能研究[J]. 耐火材料, 2021, 55(6): 505-508.

Li Bo, Tong Zhi, Li Haihong, Xue Liudi, Zhang Jianxu. Preparation and performance of loess/fly ash based ceramic membrane support[J]. Refractories, 2021, 55(6): 505-508.

图/表 8

表1 黄土和粉煤灰原料的化学组成

Table 1 Chemical composition of loess/fly ash

原料	w/%
原料	SiO₂	Al₂O₃	CaO	Fe₂O₃	K₂O	MgO	TiO₂
黄土	56.7	15.6	12.2	6.86	3.54	2.37	0.92
粉煤灰	47.36	30.85	6.82	10.8	0.26	0.91	0.38

图1 支撑体的TG-DTG曲线

Fig.1 TG-DTG curves of support

图2 原料配比和烧结温度对支撑体水通量及抗折强度的影响

Fig.2 Effects of loess/fly ash ratio and sintering temperature on water flux and MOR of support

图3 烧结温度对m(黄土)∶m(粉煤灰)为6∶4的支撑体线收缩率的影响

Fig.3 Effect of sintering temperature on linear shrinkage of support with loess/fly ash mass ratio of 6∶4

图4 烧结温度对支撑体酸碱腐蚀性的影响

Fig.4 Effect of sintering temperature on acid/alkali corrosion of support

图5 支撑体的XRD图谱

Fig.5 XRD graph of support

图6 支撑体的SEM照片

Fig.6 SEM photo of support

图7 支撑体的孔径分布图

Fig.7 Pore size distribution of support

参考文献 10

[1]	刘家栋, 彭志坚, 刘开琪, 等. 溶胶和微粉添加量对原位莫来石结合SiC陶瓷膜支撑体性能的影响[J]. 耐火材料, 2019, 53(5):348-353.
[2]	罗志勇, 韩伟, 刘开琪, 等. 添加碱式碳酸镁对多孔SiC膜支撑体性能的影响[J]. 耐火材料, 2019, 53(3):170-174.
[3]	ZOU D, FAN W, XU J R, et al. One-step engineering of low-cost kaolin/fly ash ceramic membranes for efficient separation of oil-water emulsions[J]. Journal of Membrane Science, 2021, 621:118954-118960. DOI URL
[4]	MANNI A, ACHIOU B, KARIM A, et al. New low-cost ceramic microfiltration membrane made from natural magnesite for industrial wastewater treatment[J]. Journal of Environmental Chemical Engineering, 2020, 8(4):103906-103910. DOI URL
[5]	LI L L, CAO G Y, ZHAO R M, et al. Recycling of construction and demolition waste to fabricate cost-effective anorthite ceramic membranes for enhanced separation of an oil-in-water emulsion[J]. Construction and Building Materials, 2020, 265:120512-120518. DOI URL
[6]	MOUAFON M, DAYIROU N, MOHAMED H, et al. Effect of porogenic agent type and firing temperatures on properties of low-cost microfiltration membranes from kaolin[J]. Transactions of the Indian Ceramic Society, 2020, 79(1):1-12. DOI URL
[7]	邵明玉, 张连凯, 刘朋雨, 等. 黄土区典型小流域矿物化学风化及碳汇效应[J]. 地球与环境, 2019, 47(5):575-585.
[8]	董一真. 煤灰中成分结渣特性研究[D]. 杭州:浙江大学, 2006.
[9]	同帜, 张健需, 孙小娟, 等. 基于天然黄土低温烧制的多孔管状陶瓷基体及其表征[J]. 材料导报, 2020, 34(12):12050-12056.
[10]	贾德昌, 何培刚, 苑景坤, 等. 铝硅酸盐聚合物及其复合材料研究进展[J]. 硅酸盐学报, 2017, 45(12):1721-1737.

[1]	孙家朐, 刘新, 吴锋, 何慧龄, 罗旭东. 工业固废制备莫来石材料的研究进展[J]. 耐火材料, 2024, 58(2): 174-178.
[2]	常星岚, 陈瑶姬, 顾雅洁, 孙盛睿, 孙科, 廖达琛, 刘阳桥, 奚爽, 李小红. 粉煤灰-锂渣基发泡陶瓷的制备及性能研究[J]. 耐火材料, 2024, 58(1): 1-7.
[3]	董博, 邓承继, 陈嵛沣, 谢哲, 丁军, 朱青友, 祝洪喜, 余超. 不同量粉煤灰漂珠制备氧化物多孔陶瓷的性能研究[J]. 耐火材料, 2023, 57(3): 185-188.
[4]	常星岚, 顾雅洁, 孙盛睿, 孙科, 廖达琛, 刘阳桥, 奚爽, 董满江. 氟锆酸钾加入量对粉煤灰基发泡陶瓷性能的影响[J]. 耐火材料, 2023, 57(3): 194-199.
[5]	李嘉怡, 刘阳桥, 常启兵, 顾雅洁, 孙盛睿孙科, 常星岚, 奚爽. 氟锆酸钾加入量对粉煤灰基堇青石陶瓷性能的影响[J]. 耐火材料, 2022, 56(6): 461-466.
[6]	谢哲, 邓承继, 董博, 丁军, 祝洪喜, 周念, 余超. 利用镁橄榄石和粉煤灰漂珠制备轻质隔热材料的研究[J]. 耐火材料, 2022, 56(5): 369-373.
[7]	胡其国, 程卫桃, 马岚, 邵晴, 李济. 粉煤灰细粉添加量对多孔莫来石材料的影响[J]. 耐火材料, 2022, 56(1): 47-50.
[8]	胡其国, 王明华, 邵晴, 李济, 李小龙. 煅烧温度对莫来石质多孔陶瓷材料性能的影响[J]. 耐火材料, 2021, 55(6): 502-504.
[9]	胡其国, 刘莹, 邵晴, 李济. 粉煤灰与Al(OH)₃的配比对制备莫来石多孔材料的影响[J]. 耐火材料, 2021, 55(4): 302-304.
[10]	陈浩, 伍子豪, 海万秀, 徐照芸, 姜木俊, 韩凤兰. 过滤用粉煤灰多孔陶瓷的制备及其渗透性能[J]. 耐火材料, 2021, 55(3): 203-206.
[11]	马北越,魏新崇,尹国学. 煅烧温度对粉煤灰制备莫来石闭孔陶瓷性能的影响[J]. , 2020, 54(4): 334-337.
[12]	任鑫明,马北越,高陟. 添加Y2O3对ZrN(ZrON)-SiAlON性能的影响[J]. , 2020, 54(2): 134-136.
[13]	罗志勇1）,刘开琪2）,韩伟1）,敖雯青1）,肖丽俊1）. 不同含铝微粉对原位莫来石结合SiC多孔陶瓷膜支撑体性能的影响[J]. , 2018, 52(5): 321-325.
[14]	孙杰1)李林1) 彭小艳1) 丁书强2). 十二烷基硫酸钠发泡剂加入量对矾土基隔热浇注料性能的影响[J]. , 2017, 51(1): 57-60.
[15]	孙杰1）,李林1）,彭小艳1）,丁书强2）. 粉煤灰加入量对矾土基浇注料性能的影响[J]. , 2016, 50(6): 455-457.

黄土/粉煤灰基陶瓷膜支撑体的制备及性能研究

Preparation and performance of loess/fly ash based ceramic membrane support

RichHTML

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 8

参考文献 10

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价