偏高岭土基地质聚合物无机膜可控制备工艺及机理研究

发布时间：2019-04-29 11:47

【摘要】：地质聚合物是采用含活性硅铝质的固体粉料、碱激发剂等原料,经过适当工艺处理,低温下得到的绿色胶凝材料,具有耐高温、耐久性、耐酸碱、胶凝和硬化速度快等优点,地质聚合物因其优异特性,近年来引起国内外学者的广泛关注与研究。目前世界范围内对地质聚合物在无机膜领域的应用开发等方面的研究尚属空白,这项研究将解决传统无机膜制备过程中总成本高、工艺复杂、能耗高、环境污染等问题,是地质聚合物材料发展的重要方向之一。不但具有较高的学术价值,而且具有很好的市场开发前景和巨大的经济效益。本论文在课题组前期研究的基础上,利用浇注成型法制备得到自支撑的偏高岭土基地质聚合物无机膜,通过万能压力试验机、比表面积与孔隙度测试仪、全自动孔径分析仪等测试手段对地质聚合物无机膜材料的抗压强度、微观形貌、比表面积及孔径分布等进行研究,分析养护温度、养护时间、水玻璃模数(SiO2/Na2O摩尔比)、水钠比(H2O/Na2O摩尔比)、工艺对无机膜材料结构参数的影响,从微观层面分析其作用机理,发现通过调整上述因素可实现地质聚合物无机膜制备工艺可控的目标。并对无机膜的分离性能进行测试,实验主要结论如下：(1)固定Na2O/Al2O3(摩尔比)为0.8,当水玻璃模数为1.3模,水钠比为19时,无机膜材料抗压强度较高且比表面积大。(2)在40-60℃温度范围内,温度的上升对无机膜材料早期强度的提高具有积极作用,温度过高导致样品强度下降；养护时间的延长有利于样品抗压强度的提高,且反应初期24h内提升明显,后期提升作用减弱。(3)真空除泡处理比无真空除泡处理能明显提高无机膜材料的强度,且有利于得到孔径分布狭窄的无机膜。(4)按Na_2O/Al_2O_3(摩尔比)为0.8, SiO_2/Na_2O(摩尔比)为1.3, H_2O/Na_2O(摩尔比)为19的配方配制地质聚合物浆料,经真空除泡处理后在60℃下养护24 h后拆模得到的无机膜材料抗压强度为29.03 MPa,比表面积为20.51m2·g-1,孔隙率为39.18%。(5)无机膜分离性能测试表明：一定过滤压力下,膜片的水通量与膜片厚度呈负相关关系。一定厚度下,膜片的水通量与过滤压力呈正相关关系；无机膜对平均粒径为50-100 nm的纳米A1203的截留率为100%,膜厚度的变化不影响截留率,过滤压力的变化也不影响截留率。
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【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ317;TB383.2

【参考文献】

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本文编号：2468220