膜分離技術(shù)在納米二氧化鈦水合物分級(jí)分離和氧化鐵水合物分級(jí)分離中的應(yīng)用研究.pdf

1、納米材料是20世紀(jì)80年代末期興起的，是一類具有重要理論價(jià)值和廣闊應(yīng)用前景的新型功能材料，被譽(yù)為21世紀(jì)最有前途的材料。由于其具有粒徑小、比表面積大的特點(diǎn)，使其具有奇異的特性，如表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)。在本文中我們主要研究膜分離技術(shù)在分級(jí)分離納米顆粒的應(yīng)用研究，獲取單分散性的納米顆粒，主要工作內(nèi)容包括以下四個(gè)方面： 在本文的第一章，主要對(duì)論文中涉及到的兩種納米材料的制備和應(yīng)用的情況進(jìn)行了概括性的介紹。納米TiO2

2、和納米Fe2O3作為納米新材料中的一類重要氧化物，由于其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，催化活性高，使它們?cè)诩{米陶瓷、塑料制品、涂料、催化劑以及醫(yī)學(xué)和生物工程等方面有著廣泛的應(yīng)用價(jià)值和前景。 在第二章中，我們利用TiCl4為原料，尿素為沉淀劑水解制備二氧化鈦水合物，采用錯(cuò)流全過(guò)濾方式將5μm孔徑混合纖維素膜用于對(duì)不同大小的水合物體系的分級(jí)，并用超濾膜和微濾膜對(duì)其進(jìn)行純化，除去體系中的氯化銨，有研究表明氯離子的存在，會(huì)影響到納米TiO2燒結(jié)后的性能

3、。用zeta電位分析儀測(cè)量二氧化鈦水合物的粒徑大小和粒徑分布，發(fā)現(xiàn)膜透過(guò)和膜截留的樣品的分散度皆小于分離前的，且膜透過(guò)的樣品平均粒徑最小，膜截留的最大，未分離的介于前兩者之間。水合物經(jīng)過(guò)正丁醇共沸真空干燥后，放入馬弗爐500℃燒結(jié)兩小時(shí)。采用XRD、BET、TEM和SEM觀察其形貌。研究比較不同樣品對(duì)苯酚和亞甲基藍(lán)兩種體系的光催化降解，結(jié)果表明透過(guò)膜的樣品相比被膜截留的樣品具有較高的比表面積和較好的光催化性能。 在第三章主要研究

4、了氯離子的含量對(duì)納米Fe2O3團(tuán)聚情況。發(fā)現(xiàn)氯離子的存在強(qiáng)烈地影響納米Fe2O3的晶粒大小及團(tuán)聚狀態(tài)。通過(guò)改變沉淀劑滴加速度和攪拌速度，能獲得分散性較寬的氧化鐵水合物，采用錯(cuò)流全過(guò)濾方式將5μm孔徑混合纖維素膜用于對(duì)不同大小的水合物體系的分級(jí)，用Zeta電位分析儀測(cè)量氧化鐵水合物的粒徑大小和粒徑分布，發(fā)現(xiàn)膜透過(guò)和膜截留的樣品的分散度皆小于分離前的，且膜透過(guò)的樣品平均粒徑最小，膜截留的最大，未分離的介于前兩者之間。水合物經(jīng)過(guò)真空干燥后，放

5、入馬弗爐500℃燒結(jié)3小時(shí)。采用XRD、BET、TEM和SEM觀察其形貌。 第四章首次采用超濾技術(shù)和研究納米氧化鐵水合物的純化，通過(guò)小試實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)固含量對(duì)膜通量的影響顯著，隨著固含量的增大料液通量下降明顯。然后，我們研究了合適的膜材質(zhì)、膜參數(shù)和操作條件，以保證獲得較大的透過(guò)通量，摸索出了最佳的操作參數(shù)：操作壓力為0.48MPa、回流比為15，用PES材質(zhì)的膜材料進(jìn)行純化納米氧化鐵料漿具有最佳的分離效率和分離效果。最后，考慮到污染的