石墨烯又名“單層石墨片”,是指一層密集的、包裹在蜂巢晶體點陣上的碳原子,平板陶瓷膜設(shè)備,碳原子排成二維結(jié)構(gòu),與石墨的單原子層類似。石墨烯是目前發(fā)現(xiàn)的存在的二維自由態(tài)原子晶體,其理論比表面積高達2600m2/g,具有突出的導(dǎo)熱性能和力學(xué)性能,因此越來越受到人們的關(guān)注。
研究者采用滴涂法,通過硅氧烷修飾,在陶瓷支撐體上制備出石墨烯-陶瓷復(fù)合膜。硅氧烷修飾后的陶瓷支撐體與氧化石墨烯粘結(jié)緊密,膜表面完整,同時膜表面具有親水性,通過滲透氣化作用,實現(xiàn)乙醇/水的選擇性分離。
陶瓷微濾膜分離設(shè)備是目前市場上比較成熟和廣泛應(yīng)用的無機膜物料濃縮分離設(shè)備。其微濾膜的過濾孔徑范圍在0.05μm至1.4μm之間,可根據(jù)物料的粘度、懸浮物含量選擇不同孔徑的膜,陶瓷膜管壁密布微孔,在壓力作用下,原料液在膜管內(nèi)或膜外側(cè)流動,小分子物質(zhì)(或液體)透過膜,大分子物質(zhì)(或固體)被膜截留,從而達到分離、濃縮、純化和環(huán)保等目的。
粉煤灰是火力發(fā)電廠的廢棄物和副產(chǎn)品,對環(huán)境造成的污染十分嚴重。由于粉煤灰中Al2O3和SiO2含量達到了8.65%,在高溫?zé)Y(jié)后可以形成耐火度高、熱膨脹系數(shù)低、化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定好的莫來石,所以粉煤灰可以制備性能優(yōu)異的陶瓷膜,實現(xiàn)變廢為寶。
研究者利用低成本固體廢棄物粉煤灰和生料鋁礬土為原料,采用原位燒結(jié)法在1300℃焙燒后,制備了多孔莫來石陶瓷膜支撐體,其開孔隙率高達50%,莫來石相含量高達86.75%,支撐體的機械強度高達69.87MPa。以粉煤灰為原料在堇青石管式支撐體上制備了陶瓷微濾膜,在1150℃燒結(jié),平均孔徑為5μm,孔隙率達到54%。
技術(shù)支持:江蘇浦膜