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低温烧成高纯Al_2O_3多孔陶瓷膜支撑体的制备

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硅酸盐学报 2010年第2期38卷 283-288,293页

作者：漆虹邢卫红范益群材料化学工程国家重点实验室南京工业大学膜科学技术研究所南京210009

为了降低高纯Al2O3(α-Al2O3质量含量≥99%)多孔陶瓷膜支撑体烧成温度,以粒径为30μm的α-Al2O3为原料,分别添加TiO2和TiO2/Cu(NO3)2为烧结助剂,通过干压成型和挤出成型制备片状和管式多孔支撑体。Al2O3-TiO2和Al2O3-TiO2-CuO体系分别... 详细信息

为了降低高纯Al2O3(α-Al2O3质量含量≥99%)多孔陶瓷膜支撑体烧成温度,以粒径为30μm的α-Al2O3为原料,分别添加TiO2和TiO2/Cu(NO3)2为烧结助剂,通过干压成型和挤出成型制备片状和管式多孔支撑体。Al2O3-TiO2和Al2O3-TiO2-CuO体系分别在高温下出现的液相低共熔物促进了多孔支撑体的烧结。当氧化铝支撑体中添加0.5%(摩尔分数,下同)TiO2+0.5%Cu(NO3)2后,在1600℃的烧成即可获得机械性能高、渗透性能好和耐酸碱腐蚀性能优异的管式支撑体。在压力为0.1MPa时,支撑体的水渗透通量为12.1m3/(m2·h),弯曲强度为44.5MPa。经过80℃,含10%(质量分数,下同)HNO3的溶液腐蚀800h及80℃,含10%NaOH的溶液1200h后,支撑体的质量损失率分别为1%和0.35%。

关键词：陶瓷膜多孔支撑体氧化铝氧化钛硝酸铜

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γ-Al2O3中孔陶瓷膜的制备及表征

化工学报 2009年第10期60卷 2628-2632页

作者：漆虹邢卫红范益群南京工业大学膜科学技术研究所材料化学工程国家重点实验室江苏南京210009

以粒径为0.3～0.4μm的α-Al2O3为原料,通过悬浮液真空抽吸法,制备出平均孔径约为70 nm的完整无缺陷的片状α-Al2O3支撑体;以仲丁醇铝为前驱体,采用颗粒溶胶路线制备出稳定的Boehmite溶胶,以此溶胶采用浸浆法,在制备的α-Al2O3支撑体上... 详细信息

以粒径为0.3～0.4μm的α-Al2O3为原料,通过悬浮液真空抽吸法,制备出平均孔径约为70 nm的完整无缺陷的片状α-Al2O3支撑体;以仲丁醇铝为前驱体,采用颗粒溶胶路线制备出稳定的Boehmite溶胶,以此溶胶采用浸浆法,在制备的α-Al2O3支撑体上制备出完整无缺陷的γ-Al2O3中孔膜,并考察了烧成温度对γ-Al2O3中孔膜性能的影响。结果表明,本文制备出的γ-Al2O3膜的孔径约为3 nm,对PEG的截留分子量为2800～5300,纯水渗透通量为11.5～25.9 L.m-2.h-1[7.6×105Pa,(14±1)℃]。说明在孔径为70 nm左右的载体上直接制备孔径为3 nm的完整的中孔膜是可行的。

关键词：中孔陶瓷膜 γ-Al2O3 溶胶-凝胶法

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盐水中沉淀物对气升式陶瓷膜过滤性能的影响

高校化学工程学报 2012年第5期26卷 775-780页

作者：王开文顾俊杰邢卫红南京工业大学膜科学技术研究所材料化学工程国家重点实验室江苏南京210009

采用化学沉淀法进行盐水精制是氯碱工业的关键过程之一。今采用陶瓷膜脱除盐水中的沉淀物,考察了气升条件下盐水中化学沉淀物(CaCO3、BaSO4、Mg(OH)2)对陶瓷膜过滤过程的影响。结果表明,曝气对三种体系均可显著提高膜的渗透通量,含CaCO... 详细信息

采用化学沉淀法进行盐水精制是氯碱工业的关键过程之一。今采用陶瓷膜脱除盐水中的沉淀物,考察了气升条件下盐水中化学沉淀物(CaCO3、BaSO4、Mg(OH)2)对陶瓷膜过滤过程的影响。结果表明,曝气对三种体系均可显著提高膜的渗透通量,含CaCO3盐水体系的膜通量与含BaSO4体系相当,是含Mg(OH)2体系膜通量的1.5倍;当曝气量大于300 L h 1时,进一步增大曝气量对含CaCO3、BaSO4体系的盐水渗透通量影响不大,但可使含Mg(OH)2体系盐水渗透通量提高50%以上;跨膜压差与通量基本呈线性增大关系,跨膜压差对CaCO3、BaSO4体系通量的影响大于对Mg(OH)2体系的影响;固含量增大,由于体系黏度显著增大,使三种体系的膜通量均呈下降趋势,含Mg(OH)2体系的通量下降最大。对盐水中沉淀物的分析结果表明,方解石相的CaCO3颗粒分散均匀,粒径为16.08μm,表面电势为16.5mV;重晶石相的BaSO4颗粒粒径在2.18μm左右,表面电势为33 mV;而无定形的Mg(OH)2颗粒粒径分布宽,平均粒径1.59μm,表面电势为18 mV。由于粒径与荷电性的双重作用,使得CaCO3、BaSO4体系膜过滤阻力相近,小于Mg(OH)2体系的膜过滤阻力;钙镁离子共沉淀中,随着钙离子量的增大,膜过滤通量增大。

关键词：气升陶瓷膜颗粒体系盐水精制

Effect of Ultrasound on the Treatment of Emulsification Wastewater by Ceramic Membranes

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Chinese Journal of Chemical Engineering 2007年第6期15卷 855-860页

作者：舒莉邢卫红徐南平 State Key Laboratory of Materials-Oriented Chemical Engineering College of Chemistry and Chemical EngineeringNanjing University of TechnologyNanjing 210009China

Ultrasonic field was applied in the treatment of oil emulsification wastewater by ZrO2 ceramic mem-brane. The permeate flux, rejection ratio in the filtration process and recovery ratio of flux in the membrane cleaning process were measured. Great improvement in the permeate flux and rejection ratio have been observed for the membrane process enhanced by the ultrasonic field. The permeate flux of water through the membrane was about 210L.m^-2.h^-1 and the oil rejection ratio was over 99.9% under the optimal ultrasonic treatment conditions, which were 8W of ultrasonic power, 7cm of ultrasonic probe length introduced into the membrane channel and the same ultrasonic radiation direction as the wastewater flow. The resistance of the membrane process was compared between the cases with and without ultrasound, and the total resistance was reduced 68% by the use of ultrasound, Four methods including water cleaning, water cleaning under sonication, chemical cleaning and chemical cleaning under sonication were used to recover membrane flux. It was found that the flux recovery ratio increased with the increase of ultrasonic cleaning power. In addition, the use of chemical agents combining with ultrasonic irradiation showed a synergistic effect, which resulted in the highest cleaning efficiency and the shorter cleaning time.

关键词： ultrasound membrane wastewater emulsion

有机-无机复合SiO2膜的制备及水蒸气稳定性能研究

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无机材料学报 2010年第7期25卷 758-764页

作者：漆虹韩静江晓骆邢卫红范益群南京工业大学膜科学技术研究所材料化学工程国家重点实验室南京210009

以1,2-二(三乙氧基硅基)乙烷为前驱体,通过溶胶-凝胶法合成出稳定的纳米复合SiO2溶胶,采用浸浆法在具有γ-Al2O3/α-Al2O3结构的片状载体上涂膜,然后在N2气氛下烧成得到完整无缺陷的有机-无机复合SiO2膜.以TG/DSC、BET和气体渗透性能测... 详细信息

以1,2-二(三乙氧基硅基)乙烷为前驱体,通过溶胶-凝胶法合成出稳定的纳米复合SiO2溶胶,采用浸浆法在具有γ-Al2O3/α-Al2O3结构的片状载体上涂膜,然后在N2气氛下烧成得到完整无缺陷的有机-无机复合SiO2膜.以TG/DSC、BET和气体渗透性能测试等手段对复合SiO2膜及粉体进行了表征.该膜对小分子气体(He、CO2、O2、N2、CH4和SF6)的分离表现出分子筛分效应,对He的渗透通量为(1.0～3.5)×10-7mol/(m2·s·Pa)(200℃,0.3MPa).500℃烧成的膜对He/CO2的理想分离因子为47,远远高于Knudsen扩散时He/CO2的理想分离因子(3.3).详细考察了烧成温度对膜水热稳定性的影响.结果表明:在450、500和550℃三个温度下烧成的膜水蒸气稳定条件(分压)分别为200、500和1000kPa。

关键词：微孔陶瓷膜有机-无机复合SiO2膜水热稳定性气体分离

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陶瓷微滤膜澄清钛白废酸研究

化学工程 2003年第5期31卷 58-61,65,5-6页

作者：赵宜江邢卫红徐南平南京工业大学膜科学技术研究所江苏南京210009

针对钛白废酸的资源化 ,采用陶瓷膜微滤澄清钛白废酸 ,为进一步扩散渗析回收硫酸提供预处理。研究了操作条件如压力、流速、质量浓度、温度等对过程的影响。研究表明陶瓷膜过滤钛白废酸具有很好的澄清效果 ,渗透液浊度小于 0 .5NTU ;废... 详细信息

针对钛白废酸的资源化 ,采用陶瓷膜微滤澄清钛白废酸 ,为进一步扩散渗析回收硫酸提供预处理。研究了操作条件如压力、流速、质量浓度、温度等对过程的影响。研究表明陶瓷膜过滤钛白废酸具有很好的澄清效果 ,渗透液浊度小于 0 .5NTU ;废酸中较高质量浓度的硫酸亚铁使温度对过滤的影响复杂化 ,温度降低会使其在膜孔内发生结晶 ,产生难以恢复的堵塞 ;采用 5mg/kg以下的改性聚丙烯酰胺絮凝可以使膜通量有所提高 ,过多的絮凝剂会使膜产生吸附污染而降低通量。

关键词：陶瓷微滤膜澄清钛白废酸压力流速质量浓度温度

包覆型Al2O3粉体制备低温烧成多孔陶瓷膜支撑体

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硅酸盐学报 2009年第11期37卷 1818-1823页

作者：胡锦猛漆虹范益群邢卫红南京工业大学膜科学技术研究所材料化学工程国家重点实验室南京210009

采用22μmα-Al2O3为骨料,0.5μmα-Al2O3为烧结助剂,一是采用简单机械混合得到上述2种氧化铝的混合粉体,二是通过粉体表面修饰的方法,将0.5μmα-Al2O3包覆在22μmα-Al2O3表面得到包覆型氧化铝粉体。采用上述2种原料,通过干压成型法... 详细信息

采用22μmα-Al2O3为骨料,0.5μmα-Al2O3为烧结助剂,一是采用简单机械混合得到上述2种氧化铝的混合粉体,二是通过粉体表面修饰的方法,将0.5μmα-Al2O3包覆在22μmα-Al2O3表面得到包覆型氧化铝粉体。采用上述2种原料,通过干压成型法制备出片状多孔支撑体,考察了不同烧成温度下2种粉体路线制备出的多孔支撑体的弯曲强度、平均孔径、孔隙率和纯水通量。结果表明:在获得相同支撑体性能的前提下,以包覆型氧化铝粉体为原料制备出的支撑体的烧成温度大大低于采用简单机械混合后粉体制备支撑体的。在1550℃的烧成温度下,包覆型氧化铝粉体制备的支撑体的机械强度为34.2MPa,孔隙率为34%,平均孔径为2.34μm,纯水通量为205m3/(m2·h·MPa)。

关键词：陶瓷膜包覆氧化铝多孔支撑体低温烧成

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陶瓷膜脱除磷酸溶液中的硫酸钙

化学工程 2015年第12期43卷 62-66页

作者：黄姗张峰邢卫红南京工业大学膜科学技术研究所国家特种分离膜工程技术研究中心江苏南京210009

湿法磷酸生产过程中常用絮凝沉降法脱除磷酸中的硫酸钙等固体杂质,除杂效果不稳定。采用孔径500 nm的陶瓷膜脱除磷酸生产过程中的硫酸钙杂质,考察了陶瓷膜在磷酸溶液中的稳定性,优化了陶瓷膜的操作条件,探讨了反冲对膜通量的影响。结果... 详细信息

湿法磷酸生产过程中常用絮凝沉降法脱除磷酸中的硫酸钙等固体杂质,除杂效果不稳定。采用孔径500 nm的陶瓷膜脱除磷酸生产过程中的硫酸钙杂质,考察了陶瓷膜在磷酸溶液中的稳定性,优化了陶瓷膜的操作条件,探讨了反冲对膜通量的影响。结果表明:随着腐蚀时间的延长,陶瓷膜抗折强度降低,腐蚀400 d后,其抗折强度仍大于45 MPa;在跨膜压差0.2 MPa,错流速率3 m/s,温度303 K,反冲压力0.5 MPa的条件下,陶瓷膜渗透通量在400 L/(m2·h)以上,渗透液浊度小于0.3 NTU;反冲可去除硫酸钙在膜面形成的滤饼污染,恢复膜通量。研究可为陶瓷膜在湿法磷酸生产中的工业化应用提供依据。

关键词：陶瓷膜磷酸硫酸钙微滤

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丙烯/丙烷分离的ZIF-8膜研究进展

化工进展 2020年第6期39卷 2036-2048页

作者：潘宜昌邢卫红南京工业大学化工学院材料化学工程国家重点实验室国家特种分离膜工程技术研究中心江苏南京210009

同碳数烯烃/烷烃的分离是目前石油化工行业中最耗能的过程之一,开发新型的、低能耗的丙烯/丙烷分离过程被认为是改变世界的七项化工分离技术之一。气体膜分离技术因其高效、节能和环境友好等优点被认为是一种可取代传统低温精馏分离丙烯... 详细信息

同碳数烯烃/烷烃的分离是目前石油化工行业中最耗能的过程之一,开发新型的、低能耗的丙烯/丙烷分离过程被认为是改变世界的七项化工分离技术之一。气体膜分离技术因其高效、节能和环境友好等优点被认为是一种可取代传统低温精馏分离丙烯/丙烷混合气体的新型技术。金属有机骨架材料ZIF-8的有效孔径介于丙烯和丙烷的分子动力学直径之间,可对丙烯/丙烷实现高效分离,是目前分离丙烯/丙烷性能最好的膜材料。本文系统总结了ZIF-8膜的制备方法及用于丙烯/丙烷高效分离的发展历程;探讨了ZIF-8膜微结构的调控,尤其是膜缺陷的修复及ZIF-8骨架柔性的控制;总结了ZIF-8膜在分离丙烯/丙烷时,过程参数对于分离性能的影响规律;并提出ZIF-8膜规模化制备及潜在工业分离丙烯/丙烷研究中存在的问题和未来发展方向。

关键词：膜分离金属有机骨架 ZIF-8膜丙烯/丙烷