低温烧结碳化硅陶瓷分离膜的制备及其油水分离性能

碳化硅陶瓷分离膜具有高亲水性、耐化学腐蚀、抗膜污染等优异性能,在大宗废水、强腐蚀废水、高温废水等的高效处理中受到广泛的关注.然而,碳化硅是典型的强共价键化合物,碳化硅陶瓷膜制备过程具有烧结温度高、制备能耗大等问题.本文采用优选的低熔点化合物作为烧结助剂,经1000℃烧结制备了高强度、孔径均匀的碳化硅陶瓷分离膜.研究了烧结助剂含量对碳化硅陶瓷膜微观结构、孔径分布、相组成及油水分离性能等的影响.研究表明,低熔点烧结助剂连接碳化硅颗粒形成陶瓷的骨架结构,随着烧结助剂含量从10％(质量分数)增加到30％,碳化硅陶瓷膜的孔隙率从42％降低到35％,同时平均孔径从3.5μm降低到2.1μm,成孔模式由碳化硅颗粒堆积过渡到烧结助剂成孔.纯水实验表明,烧结助剂含量为30％时,随着跨膜压差从0.2 bar增加到0.5 bar碳化硅陶瓷膜的分离通量从120 L/(m2·h)增加到306 L/(m2·h);油水分离实验表明,当跨膜压力差为0.2 bar时碳化硅陶瓷膜的截留率和分离通量分别为93.3％和123 L/(m2·h).