偏高嶺土基地質(zhì)聚合物無機(jī)膜可控制備工藝及機(jī)理研究.pdf

1、地質(zhì)聚合物是采用含活性硅鋁質(zhì)的固體粉料、堿激發(fā)劑等原料，經(jīng)過適當(dāng)工藝處理，低溫下得到的綠色膠凝材料，具有耐高溫、耐久性、耐酸堿、膠凝和硬化速度快等優(yōu)點(diǎn)，地質(zhì)聚合物因其優(yōu)異特性，近年來引起國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注與研究。
　　目前世界范圍內(nèi)對地質(zhì)聚合物在無機(jī)膜領(lǐng)域的應(yīng)用開發(fā)等方面的研究尚屬空白，這項(xiàng)研究將解決傳統(tǒng)無機(jī)膜制備過程中總成本高、工藝復(fù)雜、能耗高、環(huán)境污染等問題，是地質(zhì)聚合物材料發(fā)展的重要方向之一。不但具有較高的學(xué)術(shù)價值，而且具

2、有很好的市場開發(fā)前景和巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
　　本論文在課題組前期研究的基礎(chǔ)上，利用澆注成型法制備得到自支撐的偏高嶺土基地質(zhì)聚合物無機(jī)膜，通過萬能壓力試驗(yàn)機(jī)、比表面積與孔隙度測試儀、全自動孔徑分析儀等測試手段對地質(zhì)聚合物無機(jī)膜材料的抗壓強(qiáng)度、微觀形貌、比表面積及孔徑分布等進(jìn)行研究，分析養(yǎng)護(hù)溫度、養(yǎng)護(hù)時間、水玻璃模數(shù)(SiO2/Na2O摩爾比)、水鈉比（H2O/Na2O摩爾比）、工藝對無機(jī)膜材料結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響，從微觀層面分析其作用機(jī)理，

3、發(fā)現(xiàn)通過調(diào)整上述因素可實(shí)現(xiàn)地質(zhì)聚合物無機(jī)膜制備工藝可控的目標(biāo)。并對無機(jī)膜的分離性能進(jìn)行測試，實(shí)驗(yàn)主要結(jié)論如下:
　　(1)固定Na2O/Al2O3（摩爾比）為0.8，當(dāng)水玻璃模數(shù)為1.3模，水鈉比為19時，無機(jī)膜材料抗壓強(qiáng)度較高且比表面積大。
　　(2)在40-60℃溫度范圍內(nèi)，溫度的上升對無機(jī)膜材料早期強(qiáng)度的提高具有積極作用，溫度過高導(dǎo)致樣品強(qiáng)度下降;養(yǎng)護(hù)時間的延長有利于樣品抗壓強(qiáng)度的提高，且反應(yīng)初期24h內(nèi)提升明顯，后期

4、提升作用減弱。
　　(3)真空除泡處理比無真空除泡處理能明顯提高無機(jī)膜材料的強(qiáng)度，且有利于得到孔徑分布狹窄的無機(jī)膜。
　　(4)按Na2O/Al2O3（摩爾比）為0.8，SiO2/Na2O（摩爾比）為1.3，H2O/Na2O（摩爾比）為19的配方配制地質(zhì)聚合物漿料，經(jīng)真空除泡處理后在60℃下養(yǎng)護(hù)24 h后拆模得到的無機(jī)膜材料抗壓強(qiáng)度為29.03 MPa，比表面積為20.51m2·g-1，孔隙率為39.18％。
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