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甲基纖維素對(duì)SIO2薄膜性能的影響

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【中文關(guān)鍵詞】甲基纖維素(MC)  溶膠凝膠法  SiO2薄膜  性能  
【摘要】以正硅酸乙酯為主要原料,采用溶膠凝膠法和浸漬提拉技術(shù)在氧化鋁支撐體上進(jìn)行涂膜,研究了在制備過程中引入甲基纖維素(MC)對(duì)SiO2薄膜性能的影響.采用FT-IR和AFM、BET等測(cè)試技術(shù)對(duì)膜的熱穩(wěn)定性、凝膠膜熱處理前后的結(jié)構(gòu)變化和薄膜的表面微觀形貌進(jìn)行表征.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,甲基纖維素對(duì)SiO2溶膠體系起到增稠劑的作用,本次實(shí)驗(yàn)確 定的最佳加入量為每100mL溶膠中加入0.35g甲基纖維素;SiO2薄膜表面光滑平整,內(nèi)部 結(jié)構(gòu)均勻,具有良好的熱穩(wěn)定性;但與未加入甲基纖維素的薄膜相比較,薄膜的孔隙率和平 均孔徑均有一定的減少;SiO2薄膜的孔徑分布呈單峰且較窄,其最可幾孔徑為1.14nm;添 加甲基纖維素后的薄膜在0.18MPa下,純水通量為880L/(m2·h);孔隙率約為31%,體 積密度為2.4%.
【部分正文預(yù)覽】

由于印染廢水的成分復(fù)雜[1]、水溫水量變化 大[2],也是我國(guó)較難治理的工業(yè)廢水之一.膜生物反 應(yīng)器(MBR)集高效膜分離技術(shù)和生物反應(yīng)器的生 物降解作用于一體,對(duì)印染廢水的處理有較強(qiáng)的針 對(duì)性.目前,應(yīng)用MBR工藝處理印染廢水時(shí)膜污染 比較嚴(yán)重[3].尤其是目前應(yīng)用較多的有機(jī)膜較易受 污染、機(jī)械強(qiáng)度差且使用壽命短.相比較之下,無(wú)機(jī) 膜具有具有優(yōu)良的熱、化學(xué)穩(wěn)定性,可以滿足高溫和 酸堿性等條件比較苛刻的場(chǎng)合,受到世界各國(guó)的關(guān) 注.同時(shí),關(guān)于制備SiO2 薄膜的研究很多,但在制備 過程中依然存在孔隙率不高、機(jī)械強(qiáng)度不高、薄膜無(wú) 法達(dá)到一定厚度等缺點(diǎn),同時(shí),市場(chǎng)上的無(wú)機(jī)膜產(chǎn)品 的最大缺點(diǎn)就是有脆性,且價(jià)格太高[4].如何降低脆 性已成為無(wú)機(jī)膜研究的關(guān)鍵課題.章德玉、劉有智 等[5]考察了聚乙烯醇(PVA)對(duì)γ Al2O3 超濾膜性 能的影響.研究表明,在溶膠中添加聚乙烯醇可以提 高膠體的穩(wěn)定性,從而提高氣體和液體滲透、截留分子量等性能.步紹靜等[6]研究了聚乙二醇含量對(duì)納 米TiO2 多孔薄膜性質(zhì)的影響,結(jié)果表明,添加聚乙 二醇后可得到多孔結(jié)構(gòu),孔形狀規(guī)則且分布均勻的 薄膜.汪秀全等[7]研究了聚乙二醇對(duì)合成多孔SiO2 塊狀結(jié)構(gòu)和性能的影響.結(jié)果表明,添加聚乙二醇后 薄膜的水熱穩(wěn)定性提高了.蔣繼福[8]等利用聚乳酸 和聚乙二醇對(duì)SiO2 薄膜進(jìn)行改性,結(jié)果表明,薄膜 有很好的附著力,透過率達(dá)到92%以上,親水性達(dá) 到20天以上.本實(shí)驗(yàn)試圖采用溶膠一凝膠法,在制 備中引入甲基纖維素來(lái)增強(qiáng)和改善SiO2 膜的熱穩(wěn) 定性、結(jié)構(gòu)及形貌,降低薄膜脆性來(lái)提高薄膜的 性能.

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