要 以酚醛出型粉為原料,用於化法制備丨'平均孔徑力0.301扎徂分布械窄' 孔隙率為 40%55%的管狀崁睽研允f匣枓粒埂.戍型1£力-添加剤忡笑反含域等對(duì)膜的平均孔徑和孔徑分布時(shí) 比響-塒定了膜的水和N2 井甩f]描電鏡觀察膜的形態(tài)結(jié)構(gòu).結(jié)果表明,隨著原料粒度的增加柯成
型壓力的域小,炭膜的平■均孔徑增大、孔徑分布變寬、'體通U和水通話增大添邯利O炭膜性能也有叱 響-將所制得的矣瞋用于染料水處理,取得r較好的效果.
關(guān)鍵詞 酚醛圧塑粉 炭瞋 制備 發(fā)證
炭膜耐高溫i耐腐蝕、孔徑分布均勻且易調(diào)控.微濾炭膜不僅可以作為分離膜*還可作為氣 體分離用炭-炭復(fù)合膜的支撐體[1,21-國(guó)外已有微濾炭膜工業(yè)化應(yīng)用的報(bào)道1:J|.可以用炭化法-涂覆法1化學(xué)氣相沉積等方法制備炭膜本文用炭化法制備了管狀微濾炭膜,研究了制備 條件對(duì)炭膜性能的毖響._
將酚醛壓塑粉部分固化,粉碎至所要求的粒度,加人添加劑后在捏合機(jī)上混合均勻,然后 成型.添加劑包括粘結(jié)劑和六次甲基四胺.本文實(shí)驗(yàn)選用甲基纖維素為鉆結(jié)劑.在實(shí)驗(yàn)中,加入 67o(質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同)的甲基纖維素' 3%的六次甲基四胺.在2MPa壓力下成型,制得外徑為 10mm,厚度為2.2mm的原料膜管.將干燥后的膜管罝于炭化爐中,在氬氣保護(hù)下以6 C /min 的速率從室溫加熱到SCO c,恒溫lh后.自然冷卻至室溫I7L采用氣體泡壓法測(cè)定炭膜的孔徑 分布、平均孔徑和2通*炚孔徑分布用孔徑分布函數(shù)/(r)=dii/d7■表示' 其中,R為濕膜 N2通量與相同壓力下干膜^2通世之比,r為膜孔半徑.用煮沸法脷定膜的孔隙率.在自制的 儀器上脷定炭膜的純水通量和染料截留率,選用直接耐曬黑和活性紅兩神染料配成染料水溶液 后進(jìn)行膜過濾實(shí)驗(yàn)•用分光光度計(jì)測(cè)定染料溶液的濃度i0i.在測(cè)定N2通世和水通世時(shí),膜兩側(cè) 壓差為0.2MPa.
表i表明、隨著原料粒度的減小,炭膜的平均孔徑、孔瞭率、氣體透世和水通世都下降.炭 膜的徽孔是由原料顆粒之間的堆積孔和炭化時(shí)分解氣體的析出孔組成.隨著原料顆粒粒徑的減 小,顙粒與糴粒之間接觸面相對(duì)增大,顙粒堆積的密集程度增大,而且,一部分較小的粒子填充 到較大的粒子之間的孔隙中,使粒子之間堆砌得更加緊密,導(dǎo)致炭膜孔隙率、孔徑減小,氣體通 量及水通量下降.
2.2成■壓力的影響
圖2利表2為酚醛壓塑扮的粒度小f 40pm時(shí)在不同丨王力下成翠所得炭膜的性能.可以看 出-隨著成型壓力的增大.'f均孔徑減小,孔徑分布變窄,孔隙率及氣體透址降低.當(dāng)成切壓力 大于SMPa后.壓力的髟響不Bg顯.這是因?yàn)殡S肴壓力的增&、粒了-之間堆枳密度增加.使粒 子堆積孔變彳、.孔隙率F降.
2.3 添加劑的影響
以平均粒度2(L^m的酚醛E塑粉為原料.農(nóng)坩不同含記的粘結(jié)劑甲棊纖維素、在2.5MPa 壓力下成型掙到的炭膜性能如表3和囝3所示,由表和囝可見.隨朞粘結(jié)劑含M的增加、炭瞋
酚醛壓塑粉的分子結(jié)構(gòu)是線性的,部分樹脂固丨fc后在酚基中存在著的未反應(yīng)點(diǎn),加熱時(shí)與 六次甲基四胺作用、使其轉(zhuǎn)變成熱固性樹脂,進(jìn)一步縮聚則變成體型產(chǎn)物.未加六次甲基四胺 時(shí),炭膜強(qiáng)度很差.加入后炭膜強(qiáng)度得到明顯改善.但六次甲基四胺的加入tt對(duì)奭膜的孔徑分 布影響很?。▓D4).
2.4炭膜對(duì)染料的截留率