石墨烯又名“单层石墨片”,是指一层密集的、包裹在蜂巢晶体点阵上的碳原子,平板陶瓷膜设备,碳原子排成二维结构,与石墨的单原子层类似。石墨烯是目前发现的存在的二维自由态原子晶体,其理论比表面积高达2600m2/g,具有突出的导热性能和力学性能,因此越来越受到人们的关注。
研究者采用滴涂法,通过硅氧烷修饰,在陶瓷支撑体上制备出石墨烯-陶瓷复合膜。硅氧烷修饰后的陶瓷支撑体与氧化石墨烯粘结紧密,膜表面完整,同时膜表面具有亲水性,通过渗透气化作用,实现乙醇/水的选择性分离。
陶瓷微滤膜分离设备是目前市场上比较成熟和广泛应用的无机膜物料浓缩分离设备。其微滤膜的过滤孔径范围在0.05μm至1.4μm之间,可根据物料的粘度、悬浮物含量选择不同孔径的膜,陶瓷膜管壁密布微孔,在压力作用下,原料液在膜管内或膜外侧流动,小分子物质(或液体)透过膜,大分子物质(或固体)被膜截留,从而达到分离、浓缩、纯化和环保等目的。
粉煤灰是火力发电厂的废弃物和副产品,对环境造成的污染十分严重。由于粉煤灰中Al2O3和SiO2含量达到了8.65%,在高温烧结后可以形成耐火度高、热膨胀系数低、化学稳定性和热稳定好的莫来石,所以粉煤灰可以制备性能优异的陶瓷膜,实现变废为宝。
研究者利用低成本固体废弃物粉煤灰和生料铝矾土为原料,采用原位烧结法在1300℃焙烧后,制备了多孔莫来石陶瓷膜支撑体,其开孔隙率高达50%,莫来石相含量高达86.75%,支撑体的机械强度高达69.87MPa。以粉煤灰为原料在堇青石管式支撑体上制备了陶瓷微滤膜,在1150℃烧结,平均孔径为5μm,孔隙率达到54%。
技术支持:江苏浦膜