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氧化铝泡沫陶瓷负载纳米TiO2及其光催化性能研究

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氧化铝泡沫陶瓷负载纳米TiO2及其光催化性能研究

作者：帅树乙贵州师范大学

学位级别：硕士

基于纳米二氧化钛(Nanometer titanium dioxide,nano-Ti O)粉体的应用缺点,本论文开展了溶胶-凝胶法(Sol-Gel Method)合成nano-Ti O的研究工作,采用浸渍工艺将nano-Ti O负载在氧化铝泡沫陶瓷(Alumina foam ceramics)的表面,制备出了具... 详细信息

基于纳米二氧化钛(Nanometer titanium dioxide,nano-Ti O)粉体的应用缺点,本论文开展了溶胶-凝胶法(Sol-Gel Method)合成nano-Ti O的研究工作,采用浸渍工艺将nano-Ti O负载在氧化铝泡沫陶瓷(Alumina foam ceramics)的表面,制备出了具有光催化性能的氧化铝泡沫陶瓷(AFC/nano-Ti O)复合材料。具体研究内容如下:(1)采用溶胶-凝胶法合成钛溶胶,溶胶经凝胶化、干燥和烧成工序制备了nano-Ti O。研究了混合液滴加速度、钛溶胶浓度、钛凝胶煅烧温度等因素对nano-Ti O性能的影响。结果表明:当混合液滴加速率为1滴/秒、钛溶胶浓度为0.3336mol/L以及煅烧温度为450℃时,所制备出的nano-Ti O全部为锐钛矿型,晶粒尺寸大小为20nm左右,具有最佳的光催化性能。(2)以罗丹明B(Rh B)溶液为降解物,研究了nano-Ti O粉末质量浓度、光照强度、p H值、钛溶胶浓度、钛凝胶煅烧温度等因素对nano-Ti O粉末光催化性能的影响。结果表明:随着nano-Ti O粉末质量浓度的增加,nano-Ti O粉末光催化降解Rh B溶液的降解效果呈现先增大后减小的趋势,当nano-Ti O粉末的质量浓度为3.5g/L时,具有最佳的光催化降解效果。随着光照强度的增强,nano-Ti O粉末对Rh B溶液的降解效率增大。当反应容器和光源的距离为20cm和p H值为中性时,nano-Ti O粉末光催化剂对Rh B溶液具有最佳的光催化降解性能,其降解率是P25(德固赛公司)粉末的2.6倍以上。(3)通过浸渍工艺制备出了具有光催化性能的AFC/nano-Ti O复合材料。研究了负载率、钛溶胶浓度、煅烧温度、浸渍次数、光照强度以及材料的稳定性能对AFC/nano-Ti O复合材料光催化性能的影响。结果表明:AFC/nano-Ti O复合材料的单次负载率均大于0.1%,且钛溶胶浓度越高,负载率越大。随着钛溶胶浓度的减小和煅烧温度的升高,AFC/nano-Ti O复合材料对Rh B溶液的降解率呈现先增大后减小的趋势,当钛溶胶浓度为0.3336mol/L、煅烧温度为450℃时,AFC/nano-Ti O复合材料具有最佳的光催化降解效果,其光催化降解Rh B溶液的降解率是AFC/P25复合材料的1.2倍以上。随着光照强度的增强,AFC/nano-Ti O复合材料对降解Rh B溶液的降解率也逐渐增加。随着浸渍次数的增加,AFC/nano-Ti O复合材料负载率增大,而AFC/nano-Ti O复合材料对Rh B溶液的降解率呈现先增大后减小的趋势,当浸渍次数为4次时,AFC/nano-Ti O复合材料具有最佳的光催化降解效果,在紫外光照射240min后,其光催化降解Rh B溶液的降解率为96.29%。AFC/nano-Ti O复合材料循环使用5次后,AFC/nano-Ti O复合材料对Rh B溶液的降解率为85.29%,具有良好的稳定性和光催化活性。

关键词：溶胶-凝胶法锐钛矿型nano-TiO2 氧化铝泡沫陶瓷 AFC/nano-TiO2复合材料 RhB溶液光催化活性

具有碳化硅纳米线编织结构的氧化铝泡沫陶瓷的制备及性能研究

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人工晶体学报 2022年第7期51卷 1275-1283页

作者：兰凤仪杨名昊兰天张由飞李泳娇夏尊王修慧杨金龙大连交通大学材料科学与工程学院大连116028 清华大学新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室北京100084

本文利用简单、高效的浆料直接发泡法制备气孔率高达96%的Al_(2)O_(3)/Si泡沫陶瓷,并选用简便、易行的焦炭埋烧工艺在Al_(2)O_(3)/Si泡沫陶瓷坯体中生长出大量SiC纳米线。通过控制烧结温度来观察分析SiC纳米线的生长形貌变化。采用扫描... 详细信息

本文利用简单、高效的浆料直接发泡法制备气孔率高达96%的Al_(2)O_(3)/Si泡沫陶瓷,并选用简便、易行的焦炭埋烧工艺在Al_(2)O_(3)/Si泡沫陶瓷坯体中生长出大量SiC纳米线。通过控制烧结温度来观察分析SiC纳米线的生长形貌变化。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪、BET比表面积测试仪、电子万能试验机等对泡沫陶瓷的微观结构、物相组成、比表面积、气孔率、抗压强度、热导率进行分析与表征。结果表明,1450℃烧结时得到的SiC纳米线最多,纳米线在泡沫陶瓷孔壁交织缠绕。同时观察到SiC纳米线的存在改变了氧化铝泡沫陶瓷固有的脆性断裂模式,SiC纳米线可有效促进泡沫陶瓷在压缩过程中的裂纹偏转。本实验制备了一种新型的纳米线缠绕在孔壁上的三维网络结构的泡沫陶瓷,为在泡沫陶瓷内部原位生长SiC纳米线提供了新的方法,更好地拓展了泡沫陶瓷在环境过滤、催化剂载体等领域中的应用。

关键词：氧化铝泡沫陶瓷 SiC纳米线埋烧直接发泡法烧结温度纳米线原位生长三维网络结构

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化学结合法低温制备氧化铝泡沫陶瓷的研究

硅酸盐通报 2014年第7期33卷 1636-1639页

作者：黎阳宫营方汪林贵州师范大学材料与建筑工程学院贵阳550014 贵阳黔大众合耐火材料技术开发有限公司贵阳550017

以磷酸二氢铝为粘结剂、电熔α氧化铝粉末为原料、聚氨酯海绵为模板低温制备出了氧化铝泡沫陶瓷。研究了浆料固相含量对氧化铝泡沫陶瓷微观形貌、线收缩率、体积密度和抗折强度的影响。结果表明:随浆料固相含量的增加,烧成氧化铝泡沫陶... 详细信息

以磷酸二氢铝为粘结剂、电熔α氧化铝粉末为原料、聚氨酯海绵为模板低温制备出了氧化铝泡沫陶瓷。研究了浆料固相含量对氧化铝泡沫陶瓷微观形貌、线收缩率、体积密度和抗折强度的影响。结果表明:随浆料固相含量的增加,烧成氧化铝泡沫陶瓷的通孔率逐渐降低、体积密度与抗折强度逐渐提高,线收缩率均低于1%。在浆料固相含量为60%时,可制备出体积密度为0.83 g/cm3、抗折强度为(2.21±0.43)MPa、通孔率优异的泡沫陶瓷。

关键词：磷酸二氢铝电熔氧化铝聚氨酯海绵氧化铝泡沫陶瓷

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光催化氧化铝泡沫陶瓷的制备及性能

材料导报 2022年第S1期36卷 131-135页

作者：帅树乙李婧何婷陈琴陈璐黎阳贵州师范大学材料与建筑工程学院贵阳550025

采用钛溶胶浸渍氧化铝泡沫陶瓷,然后通过凝胶化与煅烧工序制备了表层负载锐钛矿纳米二氧化钛的光催化泡沫陶瓷,考察了钛溶胶浓度对光催化泡沫陶瓷负载增重率、微观形貌、物相结构和光催化性能的影响。结果表明:纳米二氧化钛在泡沫陶瓷... 详细信息

采用钛溶胶浸渍氧化铝泡沫陶瓷,然后通过凝胶化与煅烧工序制备了表层负载锐钛矿纳米二氧化钛的光催化泡沫陶瓷,考察了钛溶胶浓度对光催化泡沫陶瓷负载增重率、微观形貌、物相结构和光催化性能的影响。结果表明:纳米二氧化钛在泡沫陶瓷上的负载量随钛溶胶浓度的降低而减小,负载增重率从钛溶胶浓度0.565 mol/L的3.07%降低至0.294 mol/L的0.48%;高浓度钛溶胶浸渍造成负载层开裂,低浓度浸渍造成负载层不完整,当钛溶胶浓度为0.334 mol/L时,光催化泡沫陶瓷负载层的微观形貌光滑致密无裂纹,光催化降解性能最佳,在紫外光条件下照射9 h,其对罗丹明B的降解率达99.5%。

关键词：溶胶-凝胶纳米二氧化钛氧化铝泡沫陶瓷罗丹明B 光催化降解率

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聚氨酯模板法低温制备氧化铝泡沫陶瓷过滤器

铸造技术 2014年第6期35卷 1276-1278页

作者：黎阳宫营芳汪林陈璐贵州师范大学材料与建筑工程学院贵州贵阳550014 贵阳黔大众合耐火材料技术开发有限公司贵州贵阳550017

利用聚氨酯海绵浸渍电熔氧化铝粉末与磷酸二氢铝制成的浆料,得到挂浆素坯,素坯经800℃热解制备了氧化铝泡沫陶瓷过滤器。研究了磷酸二氢铝含量对氧化铝泡沫陶瓷微观形貌、体积密度、线收缩率与抗折强度的影响。结果表明:磷酸二氢铝含量... 详细信息

利用聚氨酯海绵浸渍电熔氧化铝粉末与磷酸二氢铝制成的浆料,得到挂浆素坯,素坯经800℃热解制备了氧化铝泡沫陶瓷过滤器。研究了磷酸二氢铝含量对氧化铝泡沫陶瓷微观形貌、体积密度、线收缩率与抗折强度的影响。结果表明:磷酸二氢铝含量低于10%时,制备的泡沫陶瓷孔筋存在断筋与坍塌缺陷,力学性能较差;随磷酸二氢铝含量的增加,泡沫陶瓷的线收缩率有轻微增大,而体积密度与抗折强度都大幅提高,在磷酸二氢铝含量为30%时,可制得线收缩率为0.85%、体积密度为1.21 g/cm3、抗折强度达4.55 MPa的氧化铝泡沫陶瓷。

关键词：聚氨酯海绵电熔氧化铝磷酸二氢铝氧化铝泡沫陶瓷

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铸钢用氧化铝泡沫陶瓷过滤器的研究现状

铸造技术 2008年第4期29卷 483-486页

作者：谢高峰戴斌煜商景利王薇薇南昌航空大学材料科学与工程学院江西南昌330063

介绍了目前国内外铸钢与高温合金用氧化铝泡沫陶瓷材料的研制与生产现状,以及国外在这类泡沫陶瓷过滤器的应用技术方面的最新进展。针对国内外在该项技术中存在的巨大差距及国内对高性能氧化铝泡沫陶瓷需求的市场前景,就国内铸钢与高温... 详细信息

介绍了目前国内外铸钢与高温合金用氧化铝泡沫陶瓷材料的研制与生产现状,以及国外在这类泡沫陶瓷过滤器的应用技术方面的最新进展。针对国内外在该项技术中存在的巨大差距及国内对高性能氧化铝泡沫陶瓷需求的市场前景,就国内铸钢与高温合金氧化铝泡沫陶瓷过滤技术的发展提出了一些建设性意见。

关键词：氧化铝泡沫陶瓷过滤器铸钢高温合金

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高表面积氧化铝泡沫陶瓷的制备及性能

化学世界 2018年第11期59卷 739-742页

作者：刘涛安燕罗荣玉罗敏敏罗德胜黎阳贵州师范大学材料与建筑工程学院贵州贵阳550025

以活性γ氧化铝粉为骨料、拟薄水铝石溶胶为黏结剂、聚氨酯泡沫海绵为模板,通过挂浆、干燥、烧成等工序制备了高比表面积氧化铝泡沫陶瓷,研究了陶瓷浆料中活性氧化铝含量对氧化铝泡沫陶瓷微观形貌、体积密度、开气孔率、抗折强度和比表... 详细信息

以活性γ氧化铝粉为骨料、拟薄水铝石溶胶为黏结剂、聚氨酯泡沫海绵为模板,通过挂浆、干燥、烧成等工序制备了高比表面积氧化铝泡沫陶瓷,研究了陶瓷浆料中活性氧化铝含量对氧化铝泡沫陶瓷微观形貌、体积密度、开气孔率、抗折强度和比表面积的影响。结果表明:随浆料中活性氧化铝含量从30%增大到40%时,烧成泡沫陶瓷通孔率逐渐降低、孔径变小、孔筋变粗;体积密度从0.27g/cm^3增加到0.38g/cm^3;开气孔率从89%降低至79%;抗折强度从0.22MPa增大至0.59 MPa;而泡沫陶瓷的比表面积变化不大,约为160m^2/g左右。

关键词：氧化铝泡沫陶瓷拟薄水铝石聚氨酯海绵比表面积

浅析磷酸二氢铝在氧化铝泡沫陶瓷过滤板上作用机理

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佛山陶瓷 2016年第12期26卷 12-14页

作者：王霞杭州中亚新材料科技有限公司富阳311411

本文以煅烧α-氧化铝、高岭土、硅微粉、长石粉等为基础粉料配方,以磷酸二氢铝溶液为粘结剂制备泡沫陶瓷浆料。简述了磷酸二氢铝溶液制备技术,研究了磷酸二氢铝溶液含量及浓度对氧化铝泡沫陶瓷浆料上浆性能、坯体干燥性能及烧结后成分... 详细信息

本文以煅烧α-氧化铝、高岭土、硅微粉、长石粉等为基础粉料配方,以磷酸二氢铝溶液为粘结剂制备泡沫陶瓷浆料。简述了磷酸二氢铝溶液制备技术,研究了磷酸二氢铝溶液含量及浓度对氧化铝泡沫陶瓷浆料上浆性能、坯体干燥性能及烧结后成分和晶相组成的影响。结果表明:密度1.35 g/cm^3的磷酸二氢铝溶液,加入量在25~30%,可制备出具有较好粘性和触变性的陶瓷浆料、较高强度的干燥坯体及结合牢固的产品晶相组成,适合应用于氧化铝泡沫陶瓷过滤板。

关键词：氧化铝泡沫陶瓷磷酸二氢铝性能制备机理

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氧化铝基纤维复合泡沫陶瓷制备工艺的研究

氧化铝基纤维复合泡沫陶瓷制备工艺的研究

作者：贾彩云山东理工大学

学位级别：硕士

氧化铝泡沫陶瓷具有耐高温、耐腐蚀等优异性能,有希望作为较理想的耐高温隔热材料,用于冶金、化工及航空航天工程中一些易被高温气流烧蚀的关键部位。本文分别研究了有机单体凝胶-发泡以及无机胶粘剂(磷酸二氢铝)发泡注凝工艺制备氧化... 详细信息

氧化铝泡沫陶瓷具有耐高温、耐腐蚀等优异性能,有希望作为较理想的耐高温隔热材料,用于冶金、化工及航空航天工程中一些易被高温气流烧蚀的关键部位。本文分别研究了有机单体凝胶-发泡以及无机胶粘剂(磷酸二氢铝)发泡注凝工艺制备氧化铝泡沫陶瓷。主要实验工作和结论如下：有机单体凝胶-发泡工艺制备氧化铝泡沫陶瓷(1)在pH=9附近时,当分散剂外加量小于0.4 wt%时,陶瓷浆料的粘度减小,大于0.4 wt%时,粘度变大,流动性变差;当固含量小于68 wt%时,陶瓷浆料的粘度变化较小,流动性好,大于68 wt%时,浆料粘度急剧升高,流动性变差。因此,分散剂外加量为0.4 wt%,固含量为68 wt%时浆料的流动性能满足凝胶注模的要求。(2)坯体强度随着单体／交联剂比例的增大而不断增大。烧结后泡沫陶瓷的气孔率先减小后增大,抗压强度和体积密度(Db)先增大后减小。(3)随着固含量的增加,氧化铝泡沫陶瓷的气孔率不断减小,抗压强度以及体积密度(Db)不断增大。无机胶粘剂(磷酸二氢铝)发泡凝胶工艺制备氧化铝泡沫陶瓷(1)由XRD谱图分析可知,烧结后试样是由α-Al2O3、C-AlPO4以及T-AlPO4三种物相组成。(2)纤维外加量的增加,浆料的粘度不断增大,抗压强度和体积密度(Db)减小,气孔率增大。当氧化铝纤维外加量超过20 wt%时,抗压强度和体积密度(Db)增大,气孔率减小。随着烧结温度和保温时间的增加,纤维断面凹凸不平,表面粗糙程度增大(3)随着Al(OH)3外加量的不断增加,坯体的抗压强度不断增大;试样的气孔率不断减小,体积密度(Db)不断增大,导热系数、抗压强度不断曾大,超过15 wt%后导热系数、抗压强度减小。(4)抗压强度和体积密度(Db)随着烧结温度的升高而增大,气孔率不断降低。(5)当保温时间为4h时,体积密度(Db)、抗压强度最大,气孔率最小。随着保温时间的延长,材料的抗压强度不断降低,体积密度(Db)也随之降低,气孔率升高。

关键词：氧化铝泡沫陶瓷凝胶注模发泡凝胶磷酸二氢铝氧化铝纤维