微米級孔徑蜂窩陶瓷的制備及應用研究.pdf

1、蜂窩陶瓷由于具有獨特的直通孔結構、高比表面積、高滲透率、低密度及高抗熱震性等優(yōu)勢,現(xiàn)已被廣泛應用于機械、冶金、化工、電子和航空航天等尖端技術領域。目前制備微米級孔徑蜂窩陶瓷的方法主要為擠出成型,主要作為催化劑載體用于汽車尾氣的處理;而關于百微米級蜂窩陶瓷在光催化方面的應用卻鮮有報道。
　　本文采用環(huán)保無毒、成本低廉、操作簡便的海藻酸鹽凝膠工藝分別制備了Al2O3體系和 Si3N4體系的微米級蜂窩陶瓷。系統(tǒng)全面地研究了在凝膠反應過程

2、各個實驗參數(shù)的影響,包括漿料的固相含量、海藻酸鈉(NaAlg)的含量及種類、滲透過程中Ca2+的濃度、反應溫度等,并通過XRD、SEM等對坯體進行了表征和分析,制備了孔徑大小和氣孔率可調(diào)的微米級蜂窩狀多孔陶瓷,并首次實現(xiàn)了用該工藝制備的蜂窩陶瓷作為載體負載催化劑在光催化條件下降解有機物亞甲基藍的應用。
　　通過實驗可知,Al2O3-NaAlg漿料體系和Si3N4-NaAlg漿料體系在固含量低于30wt％時,均表現(xiàn)為剪切變稀的非牛頓

3、流體;海藻酸鹽的種類及含量對凝膠后的坯體形貌有著重要的影響,而反應溫度則控制著離子的擴散運動,溫度越高,離子無定向運動越快,直通孔結構越易變形。實驗中通過調(diào)節(jié)Al2O3漿料的固含量(10-30 wt％),制得氣孔率分布為60~79.5％,孔徑大小為180~315μm的Al2O3蜂窩陶瓷;通過調(diào)節(jié)Si3N4漿料的固含量(5-20 wt％),制備了孔徑大小分布在50~200μm,氣孔率為50.36~64.27％的蜂窩陶瓷,其孔道類似―蜂巢‖

4、狀,由大量β-Si3N4棒狀晶粒互相搭接而成,通過控制燒結溫度來控制晶粒的長徑比,最高長徑比可達20。該方法為制備多孔Si3N4陶瓷提供了一種新的思路。
　　通過溶膠-凝膠法所制備的 TiO2薄膜與 Al2O3蜂窩陶瓷基體之間的結合強度很好;當載體的固相含量為15 wt％時,所負載的TiO2薄膜光催化效率最高,達到79.52％,與TiO2粉體的催化效率相當,因此在廢水處理中可以作為理想的光催化載體,實現(xiàn)對催化劑的有效回收和循環(huán)利用