过滤净化用多孔金属材料的开发、应用与进展

过滤净化用多孔金属材料的开发、应用与进展

一、过滤净化用多孔金属材料的开发应用与进展(论文文献综述)

刘渊[1](2021)在《Ti-Si金属间化合物多孔膜的制备与表征》文中研究指明Ti-Si金属间化合物具有优异的抗高温、耐腐蚀性能,可以满足多数苛刻工况的使用需求,受到多个研究领域的持续研究和关注,对其开展多孔膜材料的制备和表征,具有一定的理论意义与实际应用价值。本课题以制备新型过滤膜材料为研究背景,以高纯Ti粉和高纯石英片(Si O2)为原料,采用加压原位反应烧结技术成功制备了Ti-Si金属间化合物多孔膜:梯度膜层孔径分布范围为0.5~2μm,膜层颗粒尺寸为0.5~3μm,厚度为3~5μm,膜层成分主相为Ti5Si3,次相为Ti O2和Ti;烧结压力、烧结温度和基体粉末粒度均不会影响膜层的物质组成;基体粉末粒度越小、烧结温度越高、烧结压力越大,生成的膜层中TixSiy化合物和Ti O2的相对含量越高;随着钛粉粒径尺寸减小、烧结压力增大,梯度膜层的最大冒泡孔径及透气率呈下降趋势,最大冒泡点孔径最小可达6.1μm;烧结温度不会影响梯度膜层的最大孔径,但烧结温度越高,梯度膜层透气率越低。Ti-Si金属间化合物梯度膜层表面具有明显不同的两个膜层颗粒区:大颗粒区和小颗粒区,大颗粒区为过度反应区,小颗粒区为远距离扩散反应区。如果原位反应过程中发生过反应,Ti和Si原子之间已生成的膜层会阻碍两者的相互扩散,延滞原位反应的进行,最终导致膜层出现富Ti和富Si区。梯度膜层形成时,Si O2受热分解为O原子和Si原子,大部分O原子溶解在多孔钛基体中,形成Ti-O固溶体,随着其分解量的增加,未固溶的O原子在高温下与Ti原子反应,在多孔钛基体表面生成Ti Ox化合物层;由多孔钛基体提供的Ti原子与热分解产生的Si原子在高温下发生合成反应,最终在Ti Ox化合物层之上形成TixSiy化合物膜层。本研究通过改变烧结压应力大小,按照管状样品的制备条件通过加压烧结工艺制备了对应的Ti-Si金属间化合物多孔膜片状样品,实现了对限域原位反应烧结过程的模拟。本工作可为后续限域原位反应制备Ti-Si金属间化合物多孔膜管状样品提供理论和技术上的借鉴。

詹斌[2](2021)在《仿生超润湿表面的制备及其油水分离性能研究》文中进行了进一步梳理日益严重的含油废水污染问题受到人们的广泛关注。虽然传统的分离方法能够一定程度处理含油废水,但是仍然存在着一定的局限性。近些年,随着仿生学的发展,科研工作者仿生制备具有特殊润湿性的材料用于处理含油废水。这些特殊性润湿性的材料对水和油呈现不同的亲和性,能够高效率分离含油废水,对环境保护和能源高效利用具有重要的意义。本文通过化学刻蚀和低表面能改性、电沉积、水热合成及冷冻干燥和静电纺丝法制备了特殊润湿性的材料用以分离含油废水。探究材料表面微观形貌与化学成分对表面润湿性的影响,检测制备材料表面的机械稳定性及苛刻环境中的抗腐蚀能力,分析油水分离的机理,主要的结论归纳如下:(1)通过化学刻蚀及硬脂酸修饰改性的方法制备具有超疏水/超亲油特性的Fe泡沫。经过250℃的退火处理后,泡沫表面的润湿性由超疏水/超亲油转变为超亲水/水下超疏油。退火处理后的泡沫经过硬脂酸再次修饰即可恢复超疏水性,实现润湿性的可控转换。基于表面独特的润湿性,制备的Fe泡沫可用于分离各种油水混合物,分离效率均高于95%。这种具有特殊润湿性的Fe泡沫能够按需分离不同种类的油水混合物,为含油废水的高效分离提供了新的思路。(2)采用电化学沉积技术在不锈钢表面表面生成具有特殊润湿性的Cu@Cu2O膜。制备的Cu@Cu2O膜被水润湿后,具有超亲水/水下超疏油性,能够有效的防止油污污染。膜被油预润湿以后,呈现出超亲油/油下超疏水的特性。基于表面的润湿性及合适的孔径,Cu@Cu2O膜可以用于分离表面活性剂稳定的水包油和油包水乳液,分离效率均高于99%。此外,Cu2O具有可见光催化特性,能够在光照下降解水中的有机污染物。这种制备的Cu@Cu2O膜既能高效分离油水乳液,又能够降解水中的有机污染物,在含油废水的处理方面具有广阔的应用前景。(3)采用水热合成和冷冻干燥法相结合制备出多功能的GO/g-C3N4/TiO2(GCT)泡沫。该泡沫被水或油预润湿以后呈现出相应的超亲水/水下超疏油及超亲油/油下超疏水性,能够分离各种油水混合物,分离效率达98%。同时,对于各种表面活性剂稳定的水包油和油包水的乳液,显示出超高的分离效率(>99.9%)。得益于GO大的比表面积和众多带负电的含氧基团,所制备的GCT泡沫能够选择性的吸附有机污染物。另外,GCT泡沫中的g-C3N4和TiO2作为光响应材料,能够在光照下降解油污,赋予材料防油污污染与自清洁性能。(4)受到蜘蛛丝空气中集水的启发,采用静电纺丝法制备具有纺锤节结构的纤维膜用于乳液中油滴的聚集及乳液的分离。由于膜表面存在的纺锤节结构,在乳液分离的过程中,乳化的油滴迅速在膜表面聚集成大的油滴并在浮力作用下漂浮到水面形成油膜,而水直接透过膜,实现乳液的分离,分离效率高达99.9%。采用浸涂法制备具有微米级纺锤节结构的纤维以观测液体介质中油滴的聚集及运动过程,揭示了乳液中油滴运动及聚集的过程并探究乳化油滴聚集的机理。

焦欣洋[3](2021)在《高孔隙率多孔TiAl3金属间化合物的形成机制、组织结构与性能研究》文中研究指明Ti-Al体系金属间化合物具有低密度、高强度、耐腐蚀和耐磨损性能等优点,目前成为了研究较多的一类新型轻质高温结构材料。由于烧结过程中易形成孔隙分布均匀且可控的孔结构,制备的多孔Ti-Al材料表现出优异的抗氧化和抗酸/碱腐蚀性能,能够作为一种潜在的过滤、分离和净化材料。本文以Ti/TiH2和Al粉末为原料,采用反应烧结制备了多孔TiAl3金属间化合物,利用TG-DSC、温度-时间曲线、可视图像分析了压坯在整个烧结过程中的燃烧行为和宏观形貌变化,利用XRD、SEM、EPMA、TEM等手段研究了烧结坯的相组成和孔结构变化,计算了低温烧结生成TiAl3的扩散反应系数和扩散激活能,分析了低温扩散反应和高温界面反应机制,进一步探索了化合物的形成机制和孔隙演变机理。最后研究了多孔烧结坯的抗压强度和高温抗氧化性能的影响因素。通过Ti-75 at.%Al元素粉末的混料和压制,热爆合成了多孔TiAl3烧结坯并对其进行高温均匀化处理。压入试样表面的银丝消失和NaCl颗粒熔化的现象表明,Ti-75 at.%Al粉末压坯在烧结过程中发生了明显的热爆反应,同时放出大量热量,使试样温度在短时间内显着而快速地提高至燃烧温度。整个烧结过程可分为未反应区、预燃烧反应区、平台区、热爆区和快速冷却区。试样是瞬间且整体被点燃并完成整个燃烧反应,随后快速冷却至炉温。热爆反应后试样的体积膨胀率和开孔隙率分别为77.1%和56.3%,孔隙分布均匀;经过高温均匀化后,产物颗粒长大并且形成了明显的烧结颈,孔隙率下降至51.0%,保证了多孔TiAl3材料丰富的孔结构和良好的力学性能。研究了烧结气氛和升温速率等因素对合成多孔TiAl3金属间化合物燃烧行为、宏观形貌、体积膨胀和孔结构的影响规律。结果表明:试样在氩气气氛烧结时出现严重的开裂和变形现象,随升温速率由1℃/min提高至15℃/min,烧结坯中的氧含量从5.83 wt.%下降至2.43 wt.%;当在真空气氛中烧结时,试样能够保持完整的外形且最高的氧含量仅为1.12 wt.%。从热爆曲线、可视图像和热力学数据知,在1℃/min的升温速率下,试样发生了多步的扩散反应,产物颗粒长大成连续的骨架结构,体积膨胀率和孔隙率最大,分别为129.7%和67.2%。当升温速率从2℃/min增至15℃/min时,参与到热爆反应中的液相Al含量提高,因而放热量更高,试样的燃烧温度从698℃提高至1169℃,DSC中放热量从533 J·g-1增至1303 J·g-1,开孔隙率从49.8%增至56.6%,透气度从84 m3/h·k Pa·m2增至182 m3/h·k Pa·m2,颗粒间孔隙的平均尺寸在19-30μm之间。采用热爆和添加造孔剂相结合的方法有效提高了最终烧结坯的开孔隙率。结果表明:当尿素造孔剂颗粒的体积含量从0 vol.%增至60 vol.%时,粉末压坯的燃烧温度从1139℃下降至997℃,相组成仍为纯TiAl3相。同时,以TiH2粉末代替Ti粉时,TiH2-3Al粉末压坯中的TiH2在550℃保温阶段发生了分解反应,产生活性更高的Ti原子,放热反应更加明显,最高燃烧温度为1193℃,最高孔隙率达81.4%。最终孔结构由造孔剂颗粒留下的大孔隙及产物颗粒之间的小孔隙组成。另外,成功制备出具有三层和五层梯度对称孔结构的多孔TiAl3材料,层与层之间结合紧密,孔隙率均在70%以上。探索了烧结温度和保温时间对反应行为和组织结构的影响。当分别在600℃,650℃和670℃保温一定时间时,Ti-75 at.%Al粉末压坯的反应过程可归结为:扩散反应、扩散控制的平缓的热爆反应和液相诱发的剧烈的热爆反应。低温下扩散反应生成TiAl3扩散层的厚度随烧结温度的提高和保温时间的延长而增加,计算了由扩散控制的生长激活能为161.5 k J/mol;当试样温度达到Al熔点时,液态Al的出现诱发固-液界面反应,使反应层厚度呈直线规律生长。Ti-75 at.%Al粉末压坯在反应烧结过程中的孔隙演变过程为:生坯中粉末颗粒之间的间隙孔;当试样温度达到Al熔点之前时,固相Ti和固相Al颗粒之间的扩散反应在固相Al颗粒的位置处形成Kirkendall孔隙;一旦试样温度达到Al的熔点,液相Al便迅速地铺展在固相Ti颗粒的周围,在液态Al的位置处留下大量的孔隙;热爆反应结束后,因化合物的析出在产物颗粒之间形成大量的小孔隙;另外,造孔剂颗粒遗留下的原位大孔隙,可以极大地提高开孔隙率;当继续升高烧结温度时(>1000℃),试样内部的一部分孔隙随着高温均匀化烧结而发生闭合,开孔隙率有所下降。研究了多孔TiAl3材料的抗压强度和高温抗氧化性能。结果表明:多孔TiAl3烧结坯的抗压强度随着孔隙度的增加而下降,表现出脆性断裂的特征;同样地,多孔试样的高温抗氧化性能也随着孔隙率的提高而降低,在氧化初期的12 h内增重量较高,呈直线增长规律,随着氧化时间延长至120 h时,氧化程度逐渐趋于平稳,遵循抛物线增长规律;多孔TiAl3材料的高温抗氧化性能显着优于常用多孔金属Ni、多孔Ti和多孔不锈钢材料;由于热爆法合成的Al基多孔金属间化合物孔径分布均匀,孔隙率和孔形貌可控,同时氧化过程中易在骨架周围形成致密的Al2O3层,使其在固-气和固-液过滤分离领域的应用前景广泛,具有在未来工业上大规模生产和使用的可行性。

于华洋,马涛,王大为,王朝辉,吕松涛,朱兴一,刘鹏飞,李峰,肖月,张久鹏,罗雪,金娇,郑健龙,侯越,徐慧宁,郭猛,蒋玮[4](2020)在《中国路面工程学术研究综述·2020》文中提出改革开放40多年,中国公路建设取得了举世瞩目的成就,有力地支撑了国家社会经济的高速发展。近年来,与路面工程相关的新理论、新方法、新技术、新工艺、新结构、新材料等不断涌现。该综述以实际路面工程中所面临的典型问题、国家科技奖的技术创新内容、科技部及国家自然科学基金项目、优秀中文权威期刊的论文、Web of Science中的高被引论文的关键词为依据,系统分析了国内外路面工程7大领域的研究现状及未来的发展方向。具体涵盖了:智能环保路面技术、先进路面材料、先进施工技术、路面养护技术、路面结构与力学性能、固废综合利用技术及路面再生技术等。可为路面工程领域的研究人员与技术人员提供参考和借鉴。

刘卓萌[5](2020)在《Ti-Ti5Si3复合梯度多孔材料的制备及性能表征》文中进行了进一步梳理Ti5Si3具有高熔点、高硬度、低密度、耐腐蚀等诸多优异性能,对其开展高温腐蚀环境下的高效吸音、传热和过滤行业的研究,具有一定的理论意义与实际应用价值。本课题以制备新型过滤材料为研究背景,首次采用限域内原位反应烧结工艺,以Ti粉和高纯石英管为原料,制备了Ti-Ti5Si3复合梯度多孔材料,证明了该成形技术的可行性。通过SEM对多孔材料孔结构进行分析,发现:制备的Ti-Ti5Si3复合梯度多孔材料基体孔隙尺寸为1050μm;膜层孔隙尺寸为0.10.3μm,厚度13μm,且膜层孔隙为连通孔。对制备的梯度多孔膜层进行了X射线衍射及EDS分析,确定了原位反应生成的多孔膜层物相成分主相为Ti5Si3相,次相为Ti Si相、Ti O2相。通过对孔隙性能进行实验数据分析,发现制备的Ti-Ti5Si3复合梯度多孔材料随着原始Ti粉粒径减小、烧结温度升高以及保温时间延长,其最大冒泡点孔径呈减小趋势,且最大冒泡点孔径最小可到7.3μm;相对于多孔钛,其相对透气系数呈降低趋势,最小为35.83 m3/h·k Pa·m2,缩减率为45.84%;其相对渗透系数同样呈降低趋势,最小为9.29m3/h·k Pa·m2,缩减率为62.6%。通过材料的热膨胀性能测试,证明金属钛多孔试样的线膨胀系数远远大于石英管。因此,在原位反应烧结过程中,石英管内壁对金属钛多孔生坯产生烧结压应力,此应力有利于生坯表面原位反应的进行,该烧结过程类似于传统意义上的加压原位反应烧结。由于Ti-Si系金属间化合物中Ti5Si3相化学性质最稳定,如果烧结过程中原位反应进行充分,最终获得的多孔膜层成分将是富钛硅化物Ti5Si3相。

常仕博[6](2020)在《基于多孔空心微珠的多孔陶瓷制备及其性能研究》文中研究表明多孔陶瓷是一类兼有多孔材料和陶瓷材料性能的功能材料,具有开孔率高、比表面积大、耐高温腐蚀、隔热保温、孔结构分布均匀及使用周期长等优点,被广泛应用于制造分离过滤、吸音隔热、催化载体、敏感元件等材料。本研究以硅微粉和玻璃粉为原料通过专利技术制成多孔空心微珠;再以硅微粉多孔空心微珠为骨料,玻璃粉多孔微珠为粘接剂干压成型制备多孔陶瓷材料。探讨了骨料与粘接剂的配比对多孔陶瓷开气孔率、比表面积、中位孔径及抗压强度等性能的影响;利用颗粒稳定泡沫技术,探索了在浆料中加入有机分散剂及发泡剂优化硅微粉多孔空心微珠的结构;研究了烧结温度以及骨料与粘接剂的配比对多孔陶瓷性能的影响;基于上述经验探索,本研究在后续实验中将骨料原料硅微粉更换为硅藻土,系统的研究了发泡剂含量、烧结温度、骨料与粘接剂配比、保温时间等工艺参数对硅藻土基多孔陶瓷断面形貌、物相变化、开气孔率、中位孔径、比表面积及抗压强度的影响,同时设计了正交试验来优化工艺参数,最后探讨了该发泡硅藻土基多孔材料对河水的去污处理效果,得到结论如下:(1)以硅微粉多孔空心微珠为骨料,玻璃粉多孔微珠为粘接剂干压成型制备的多孔陶瓷材料孔径接近16μm、开孔率及比表面积较小分别为57.3%、0.69m2/g,无法满足实验对过滤材料的基本要求。(2)在浆料制备过程中引入颗粒稳定泡沫技术后,陶瓷骨料结构改善明显,以此制备的发泡硅微粉基多孔陶瓷孔径减小到10.5μm、开孔率及比表面积分别上为69%、1.92m2/g。(3)在发泡硅藻土基多孔陶瓷的工艺研究中,发现当发泡剂的用量为每3kg陶瓷粉体添加140m L、骨料与粘接剂配比为7:3、烧结温度为800℃、保温时间为2h时多孔陶瓷性能达到最佳,其开气孔率高达75%,中位孔径为7.40μm,比表面积达2.91m2/g,抗压强度为1.91±0.09MPa。(4)通过对比发泡硅藻土基多孔陶瓷和发泡硅微粉基多孔陶瓷来看,我们选择性能参数更好的发泡硅藻土基多孔陶瓷对河水进行细菌、浊度和色度的过滤测试,其结果显示:实验所制备的硅藻土基多孔材料对细菌总数的截留效率在99%以上,过滤后河水的浊度、色度达到了生活饮用水卫生标准。鉴于此,该技术及其产品具有良好的应用前景。

刘可乐[7](2020)在《网状孔壁莫来石基多孔陶瓷的制备及过滤/吸附性能研究》文中提出莫来石多孔陶瓷具有耐高温、耐腐蚀、比表面积大和气孔率高等特点,被广泛的应用于吸附和过滤领域。但目前所用的莫来石多孔陶瓷存在制备成本较高,孔结构连通性低和比表面积小等缺点,严重影响其过滤和吸附性能,限制了其使用范围。煤矸石是一种固体废弃物,含有大量的Si O2和Al2O3,可用作制备莫来石多孔陶瓷的材料。为解决上述问题,本工作利用聚氨酯发泡技术,首先以氧化铝和硅微粉为原料,制备了具有三维网状孔壁的莫来石多孔陶瓷。研究了固相含量和烧结温度对莫来石多孔陶瓷孔结构、显微结构和力学性能的影响,发现当固相含量为61 wt%时,可以得到孔结构分布均匀和孔形貌较完整的三维网状结构,并且在1400℃烧结2 h后可以得到气孔率高达约85.3%和抗压强度约为3.0 MPa的莫来石多孔陶瓷。另外,将该固相含量的样品进行常温固体颗粒物(PM)过滤性能测试,发现在60 min内对PM的去除效率可达到89%,压降仅为33 Pa。其次,莫来石多孔陶瓷的制备代价较高,严重限制了其应用领域。为了降低其制备成本,以煤矸石粉和氧化铝为原料,按照n Al:n Si=3:1的配比进行混合,制备了具有三维网状孔壁的煤矸石/莫来石基多孔陶瓷。研究了固相含量和烧结温度对煤矸石/莫来石基多孔陶瓷孔结构、显微结构和力学性能的影响,发现当固相含量为54 wt%时,可以得到孔结构分布均匀和孔形貌较完整的三维网状结构,将其在1300℃烧结2 h后可以得到气孔率约87.0%,抗压强度为1.9 MPa的煤矸石/莫来石基多孔陶瓷。另外,温度对样品的气孔率影响较小,当温度为1600℃时,煤矸石/莫来石基多孔陶瓷的气孔率仅降低了0.6%。将该固相含量的样品进行PM的过滤性能测试,发现对PM的去除效率最高仅有3.0%。最后,为了进一步下调莫来石多孔陶瓷的制备本钱,开拓其应用领域。本工作仅以煤矸石粉为主要原料,制备了具有三维网状孔壁结构的煤矸石基多孔陶瓷。研究了固相含量和烧结温度对煤矸石基多孔陶瓷孔结构、显微结构和力学性能的影响,发现当固相含量为49 wt%时,可以得到孔结构分布均匀和孔形貌较完整的三维网状结构,将其在1000℃烧结2 h后可以得到气孔率约87.0%,抗压强度为0.13 MPa的煤矸石基多孔陶瓷。将该固相含量的样品进行染料的吸附和PM的过滤性能测试,发现对亚甲基蓝的去除效率可达到94.9%,在60 min内对PM的去除效率可达到75%,压降却只有40 Pa。

司凯凯[8](2020)在《高温过滤用碳化硅多孔陶瓷热致损毁机理研究》文中进行了进一步梳理多孔陶瓷膜过滤技术是世界公认的高效去除高温气体中颗粒物的最具发展潜力的技术。多孔陶瓷是该技术实现气固分离的核心部件,是高温过滤装置能否长期稳定运行的关键。碳化硅多孔陶瓷材料被认为是高温烟气过滤中最有前途的材料之一。然而,材料在使用时会受到温度较低的反向脉冲清灰气流的频繁热冲击,在材料中产生较大的热应力。在热-力耦合作用下,材料的机械性能会出现衰减,严重时会影响高温烟气净化装置的正常运行。为此,本文选取典型的碳化硅多孔陶瓷材料,分别从实验和数值模拟两个方面对其损毁进行研究。采用热冲击实验研究了氧化物结合碳化硅多孔陶瓷材料的抗热冲击性能,结合三点弯曲法和单边切口梁法,考察了温差、热震次数、冷却介质等对碳化硅多孔陶瓷材料的剩余抗折强度及断裂韧性的影响。发现氧化物结合碳化硅多孔陶瓷具有多孔陶瓷典型的热震温差-强度特性,抗折强度均随温差的增大而降低。在热冲击次数较少时材料强度呈现由快速到缓慢的降低趋势。并且研究了热冲击换热过程中影响材料抗热冲击性能的因素,发现表面换热系数较小的材料展现出较好的抗热冲击性能。实验证实了预制一定的裂纹可以增强材料的断裂韧性。采用实验数据拟合得到热应力-温差关系公式,与理论计算结果较吻合,可作为预测在不同热冲击温差下碳化硅多孔陶瓷热应力的一种参考方法。针对高温烟气净化用陶瓷膜过滤实验装置,建立了三维模型,采用流体力学计算软件(Fluent)通过求解控制方程,计算出过滤器在稳态过滤时的压力场、速度场和温度场等的分布特点,并探究了在非稳态脉冲清灰过程中热-力耦合致陶瓷膜过滤材料损毁的机理,确定了陶瓷膜过滤管最易损毁的位置。本论文的研究工作可为陶瓷膜过滤材料的材质优化、结构设计及净化装置的设计提供理论指导。

扎西措[9](2020)在《多孔莫来石纤维陶瓷膜制备及其除尘/催化耦合功能》文中认为近年来,我国的大气环境污染形势仍然十分严峻,以PM2.5为特征的雾霾天气对环境和人类健康造成极大危害。挥发性有机化合物(VOCs)和细颗粒物(PMs)作为重要的大气污染源,其控制和治理迫在眉睫。在现有的治理方法中,催化氧化是降解VOCs切实可行的处理技术;膜过滤技术则是高效的PMs捕集净化技术。然而,在复合污染条件下,大气具有更强的PM2.5生成趋势,开展集除尘与催化一体化的处理模式对工业源复杂烟气多污染控制显得至关重要,也是目前大气污染治理技术的重要发展方向。多孔陶瓷膜是一种新型的无机分离膜材料,具有耐高温、耐酸碱腐蚀、机械强度高、耐热冲击性良好、可再生、环境友好等优点,在大气污染治理领域具有广泛的应用前景,已成为高温气体净化领域中实现气固分离的关键部件。此外,多孔陶瓷膜可提供丰富的孔道和大比表面积,具有优良的催化剂负载条件。通过对陶瓷膜负载催化剂活性组分,可组装成陶瓷基整体式催化剂,不仅可以过滤细颗粒物,还可以用来催化降解VOCs,可实现陶瓷膜的除尘和催化功能耦合。传统颗粒堆积成型的多孔陶瓷膜,因孔隙率较低、压降大、尺寸难调、自重大而其结构需进一步优化。本课题采用莫来石纤维作基体材料,以高岭土和钾长石等低成本矿物质作高温粘结剂制备出莫来石纤维基多孔陶瓷膜(PCMs),对其进行表面修饰和催化剂负载等设计,应用到PMs控制和VOCs催化领域,并系统地研究了膜表面结构与性能之间的内在关联。具体内容和主要研究结果如下:(1)多孔陶瓷膜的制备及其PMs过滤性能研究通过铸模压片成型的方法制备了不同纤维含量的多孔陶瓷膜,并测试了样品的除尘性能。结果表明,所制得的陶瓷膜具有轻质多孔、孔道均匀、孔隙率高、机械强度高等特点,经过高温煅烧后,样品具有特殊致密化的三维网状结构。多孔陶瓷膜对0.3-10μm的PMs具有很高的去除效率。当气流线速度高达1.25 m/min时,样品的压降值低于100 Pa,过滤阻力很小。(2)α-Al2O3/PCMs过滤膜对PMs的控制研究采用喷涂装置在PCMs表面涂覆了一层球形α-Al2O3过滤层。通过调节涂液成分的比例及烧结温度,制备出高效的α-Al2O3/PCMs过滤膜,分析了粘结剂含量及烧结温度对样品相组成、表观密度和PCMs的机械强度的影响,以及球形α-Al2O3过滤层厚度对PMs的过滤效率和压降大小的影响。结果表明:当粘结剂的含量为纤维的50 wt.%,且烧结温度为1250℃时,样品性能最佳,具有低密度(0.8887 g/cm3)、高孔隙率(70.36%)、均匀孔径(20-50μm)、高抗压强度(5.54MPa)、低线性收缩率(小于0.4%),以及对强酸强碱溶液表现出优异的耐腐蚀性能。经除尘测试证明,α-Al2O3/PCMs对PMs(0.3-10 μm)的去除效率得到了提升。与均质PCMs相比,经表面涂覆后的样品对PMs的去除效率提高了 10%以上,体现了陶瓷膜良好的深度除尘性能。(3)Mn-Ce/PCMs整体式催化剂制备及其VOCs催化性能研究以PCMs作催化剂载体,锰铈复合氧化物选为催化活性组分,通过溶液浸渍法制备出一系列Mn-Ce基整体式催化剂,并用于挥发性有机化合物(VOCs,以苯为目标气体)的去除。载体PCMs具有独特的相互连接且均匀的孔结构,Mn-Ce复合氧化物活性相均匀地分散在PCMs整体的网络结构中。催化测试结果表明,所有负载催化活性成分的PCMs均对苯的催化氧化具有活性。将Ce引入MnOx中可以提高样品催化性能,当MnOx/CeO2比为3:1时,催化效果最佳,其T90约为240℃。此外,通入相对湿度为90 vol.%(20℃)的水蒸气的情况下,催化剂仍保持了高活性及稳定性。催化剂的高活性归因于Mn-Ce复合氧化物低温还原性和丰富的活性氧(OAds),以及与Mn-Ce间的协同作用。本工作为实现陶瓷膜整体式催化剂的过滤和催化功能耦合提供了有效途径。(4)MnxCeyCuz/PCMs整体式催化剂制备及性能Mn-Ce基过渡金属氧化物具有高效且稳定的催化性能,通过将Cu离子引入到Mn-Ce基过渡金属氧化物中,可以进一步提高催化陶瓷膜的催化性能。以PCMs作载体,用溶胶-凝胶法将Cu掺杂的Mn-Ce复合氧化物作为活性组分,制备了 PCMs整体式催化剂并用于苯氧化。催化剂活性组分以优异的粘附力均匀地分散在整个PCMs骨架中,并且PCMs催化剂在催化反应过程中为反应气体提供了更多的活性位点。当掺入20%的Cu时,苯的转化率明显提高,T90降为212℃,表现出更高的活性及稳定性,这是由于大量的活性吸附氧、更多的表面氧空位和低温还原性能引起的。这种负载高活性催化活性组分的纤维陶瓷膜,用于过滤PMs的同时去除VOCs,具有一定的应用前景。

庄传兵[10](2020)在《高锰铝多孔钢的制备及孔隙形成机制的研究》文中进行了进一步梳理近年来,国内外汽车产销量不断增加,随着节能减排的需求及国家环保政策逐渐加严,解决汽车轻量化的问题日益迫切。推动高锰铝高强钢的多孔化能够协同发挥多孔结构和高强钢各自的性能优势,是实现汽车轻量化及其被动安全性能的重要措施。发展兼有高效、低成本及造孔材料与钢基体兼容的造孔技术是车用多孔钢研究领域的热点和难点。本文以Fe、Mn、Al、C四种元素粉末为原料,通过“真空原位两步烧结”的工艺,即首先将Fe-Mn-Al-C粉末压坯在低温环境下进行预烧结通过相互扩散产生开孔,随后在高温环境下进行最终烧结通过Mn的升华进一步提高孔隙率,最终合成了高孔隙率的FeMnAl多孔钢,并对FeMnAl多孔钢做了初步的压缩测试。通过表征压坯在烧结过程中的膨胀率、孔隙率、失重率、物相组成和微观形貌,探讨了压坯在烧结过程中的微结构变化规律和造孔机理。本文的具体研究结果如下:通过初步探索,获得了高孔隙率的高锰铝多孔钢。在640 ℃保温1 h以及1200 ℃保温1 h的烧结条件下,所合成的FeMnAl多孔钢的总孔隙率和开孔隙率分别为63.7 vol.%和59.6 vol.%。在640 ℃烧结后,烧结坯的主要物相是α-Fe、α-Mn和单质Al,同时含有一些金属间化合物Fe2Al5和Al8Mn5等。在最终烧结(1200 ℃)后,得到了以γ-Fe为主并含有部分α-Fe的烧结坯(FeMnAl多孔钢),其抗压强度最大可达75 MPa。在500 ℃~1300 ℃烧结过程中,探讨了烧结试样的微观结构演变规律及孔隙的形成机制。生坯主要由α-Fe、α-Mn和单质Al相组成。在烧结过程中,相变开始于550 ℃左右,在该温度下形成了少量的Fe2Al5、Fe Al、β-Mn、Al6Mn、Al4Mn和Al11Mn4等物相。660 ℃烧结后仍有残余元素铝颗粒存在。经过700 ℃的烧结后,单质铝完全消失,烧结坯主要由α-Fe、α-Mn、Fe Al、Fe2Al5和Al8Mn5组成。800 ℃烧结后,Fe2Al5相消失,并出现了新物相Mn3Al C。随着烧结温度继续升高,Mn3Al C、Al8Mn5、Fe Al、α-Mn、β-Mn和Mn23C6等物相逐渐减少并消失,最后在1300 ℃烧结后得到以α-Fe和γ-Fe两相为主的烧结坯。总体上,随着烧结温度的升高,烧结试样的孔隙率和膨胀率先增加,在1200 ℃达到最大值后逐渐减小。当烧结温度高于800 ℃时,Mn发生升华现象。在低温预烧结阶段(500℃~700 ℃),铝元素参与的扩散和反应对提高烧结坯的孔隙率尤其是开孔隙率起关键作用;在高温最终烧结阶段(800 ℃~1300 ℃),烧结坯的开孔隙率增加主要是由Mn升华造成的。

二、过滤净化用多孔金属材料的开发应用与进展(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、过滤净化用多孔金属材料的开发应用与进展(论文提纲范文)

(1)Ti-Si金属间化合物多孔膜的制备与表征(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 多孔金属材料
    1.3 多孔钛合金
        1.3.1 多孔钛合金应用现状
        1.3.2 Ti-Si金属间化合物研究现状
    1.4 多孔梯度膜材料
        1.4.1 研究现状
        1.4.2 多孔梯度膜材料的分类
        1.4.3 金属梯度多孔膜材料的制备方法
    1.5 本课题研究内容及意义
第二章 实验原料及基本工艺
    2.1 原料
    2.2 实验设备
    2.3 原材料物理性能表征
        2.3.1 原始粉末粒径
        2.3.2 原始粉末密度
    2.4 实验方案
        2.4.1 实验流程
        2.4.2 样品制备
        2.4.3 烧结反应原理
    2.5 Ti-Si金属间化合物膜材料微观形貌与成分表征
        2.5.1 微观形貌观察
        2.5.2 物相分析
        2.5.3 梯度膜层元素标定与成分分析
    2.6 孔结构性能测试
        2.6.1 最大冒泡孔径
        2.6.2 透气率(相对透气系数)
第三章 Ti-Si金属间化合物膜材料的孔结构表征
    3.1 粉末粒度对Ti-Si金属间化合物膜材料的影响
        3.1.1 基体粉末粒度对基体微观结构的影响
        3.1.2 基体粉末粒度对梯度层微观孔结构的影响
        3.1.3 基体粉末粒度对梯度层断口微观形貌的影响
        3.1.4 物相分析
    3.2 烧结温度对Ti-Si金属间化合物膜材料的影响
        3.2.1 烧结温度对梯度层微观孔结构的影响
        3.2.2 烧结温度对梯度层断口微观形貌的影响
        3.2.3 物相分析
    3.3 烧结压力对Ti-Si金属间化合物膜材料的影响
        3.3.1 烧结压力对梯度膜层微观孔结构的影响
        3.3.2 烧结压力对梯度层断口微观形貌的影响
        3.3.3 物相分析
    3.4 过滤性能
        3.4.1 最大冒泡孔径
        3.4.2 相对透气率
    3.5 本章小结
第四章 Ti-Si金属间化合物膜层成形机理
    4.1 膜层孔结构成形机理
    4.2 膜层相组织转变
        4.2.1 基体粉末粒径对梯度膜层相组织的影响
        4.2.2 烧结温度对梯度膜层相组织的影响
        4.2.3 烧结压力对梯度层相组织的影响
    4.3 本章小结
第五章 结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

(2)仿生超润湿表面的制备及其油水分离性能研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题意义
    1.2 传统的油水分离方法
        1.2.1 物理法
        1.2.2 化学法
        1.2.3 物化法
        1.2.4 生化法
    1.3 特殊润湿性的典型生物
        1.3.1 莲花形貌及其润湿性分析
        1.3.2 鱼鳞形貌及其润湿性分析
        1.3.3 蜘蛛丝集水及定向运输
    1.4 超润湿的理论基础
        1.4.1 固体界面润湿性
        1.4.2 液体介质中超润湿理论
    1.5 特殊润湿性材料
        1.5.1 超疏水/超亲油材料
        1.5.2 超亲水/超疏油材料
        1.5.3 超疏水/超疏油材料
        1.5.4 超亲水/水下超疏油材料
        1.5.5 智能响应材料
        1.5.6 Janus润湿材料
    1.6 本文主要研究内容
第2章 温度响应3D超疏水铁泡沫制备及油水分离研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 材料、试剂和主要设备
        2.2.2 具有温度响应的铁泡沫的制备
        2.2.3 测试与表征
    2.3 表面形貌分析
    2.4 化学成分分析
    2.5 表面润湿性分析
        2.5.1 超疏水和水下超疏油
        2.5.2 低粘附与自清洁特性
        2.5.3 机械及化学稳定性
        2.5.4 温度响应
    2.6 油水分离
    2.7 本章小结
第3章 Cu@Cu_2O膜用于油水乳液分离及光催化
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 材料、试剂及主要的设备
        3.2.2 具有特殊润湿性Cu@Cu_2O膜的制备
        3.2.3 测试与表征
    3.3 表面形貌分析
    3.4 化学成分分析
    3.5 表面润湿性分析
        3.5.1 Cu@Cu_2O膜表面润湿性
        3.5.2 防油污测试
        3.5.3 机械和化学稳定性
    3.6 油水乳液分离
    3.7 光催化降解有机污染物
    3.8 本章小结
第4章 多功能GO/g-C_3N_4/TiO_2泡沫油水分离和染料吸附
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 材料、试剂和主要设备
        4.2.2 GO/g-C_3N_4/TiO_2泡沫的制备
        4.2.3 测试与表征
    4.3 表面形貌分析
    4.4 化学成分分析
    4.5 表面润湿性分析
    4.6 油水分离
        4.6.1 油/水混合物界面分离
        4.6.2 油水乳液分离
    4.7 染料吸附
    4.8 防油污和自清洁
    4.9 本章小结
第5章 仿蜘蛛丝结构在水包油乳液中微油滴聚集效应
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 材料、试剂和主要设备
        5.2.2 具有纺锤节结构膜及纤维的制备
        5.2.3 测试与表征
    5.3 表面形貌分析
    5.4 表面润湿性分析
    5.5 油水乳液分离
    5.6 乳液中油滴聚集及分析
        5.6.1 乳化油滴聚集
        5.6.2 油滴运动分析
    5.7 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
作者简介及科研成果
致谢

(3)高孔隙率多孔TiAl3金属间化合物的形成机制、组织结构与性能研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 选题依据
    1.2 多孔材料的研究现状
    1.3 多孔Ti-Al金属间化合物的研究进展
    1.4 燃烧合成概述
    1.5 研究内容
2 实验材料和方法
    2.1 实验工艺路线
    2.2 实验材料
    2.3 实验设备
    2.4 测温设备及可视化装置
    2.5 表征方法
    2.6 性能测试
3 多孔TiAl_3 金属间化合物的制备及孔隙演变机制
    3.1 实验流程
    3.2 燃烧合成行为分析
    3.3 物相分析
    3.4 膨胀行为分析
    3.5 孔结构分析
    3.6 孔隙形成机制
    3.7 本章小结
4 反应合成制备多孔TiAl_3金属间化合物的影响因素
    4.1 升温速率对合成多孔TiAl_3金属间化合物的影响
    4.2 造孔剂对制备高孔隙率多孔TiAl_3金属间化合物的影响
    4.3 本章小结
5 多孔TiAl_3金属间化合物的反应过程及热爆/扩散反应机理研究
    5.1 烧结温度对多孔TiAl_3金属间化合物反应行为和组织结构的影响
    5.2 保温工艺对多孔TiAl_3金属间化合物反应行为和组织结构的影响
    5.3 扩散/热爆反应动力学研究
    5.4 本章小结
6 多孔TiAl3 金属间化合物的性能研究
    6.1 多孔TiAl_3金属间化合物的抗压缩性能
    6.2 孔隙率对多孔TiAl_3材料抗氧化性能的影响
    6.3 烧结工艺对多孔TiAl_3金属间化合物的抗氧化性能影响
    6.4 本章小结
7 结论
    7.1 主要结论
    7.2 主要创新点及科学意义
    7.3 应用展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集

(4)中国路面工程学术研究综述·2020(论文提纲范文)

索引
0 引言(长沙理工大学郑健龙院士提供初稿)
1智能环保路面技术
    1.1 自净化路面技术(长沙理工大学金娇老师提供初稿)
        1.1.1 光催化技术
        1.1.2 自清洁技术
        1.1.3 其他自净化技术
        1.1.4 自净化路面技术发展展望
    1.2 凉爽路面技术(长沙理工大学金娇老师提供初稿)
        1.2.1 路面热反射技术
        1.2.2 相变调温技术
        1.2.3 其他路面调温技术
        1.2.4 凉爽路面技术发展前景
    1.3 自感知路面技术(长安大学蒋玮老师提供初稿)
        1.3.1 基于外部手段的感知技术
        1.3.2 基于感知元件的感知技术
        1.3.3 基于自感知功能材料的感知技术
        1.3.4 自感知技术发展前景
    1.4 主动除冰雪技术(哈尔滨工业大学徐慧宁老师提供初稿)
        1.4.1 自应力弹性铺装路面
        1.4.2 低冰点路面
        1.4.3 能量转化型路面
        1.4.4 相变材料融冰雪路面
        1.4.5 主动融冰雪路面研究前景
    1.5 自供能路面技术(长安大学王朝辉老师提供初稿)
        1.5.1 道路压电能量采集技术
        1.5.2 道路热电能量采集技术
        1.5.3 光伏路面能量采集技术
        1.5.4 路域能量采集技术发展前景
    1.6 透水降噪路面技术(长安大学蒋玮老师提供初稿)
        1.6.1 透水降噪路面材料组成设计
        1.6.2 路面材料性能与功能
        1.6.3 路面功能衰变与恢复
        1.6.4 透水降噪路面发展前景
2先进路面材料
    2.1 自愈合路面材料(由长沙理工大学金娇老师提供初稿)
        2.1.1 基于诱导加热技术的自愈合路面材料
        2.1.2 基于微胶囊技术的自愈合路面材料
        2.1.3 其他自愈合路面材料
        2.1.4 自愈合路面材料发展展望
    2.2 聚氨酯混合料(德国亚琛工业大学刘鹏飞老师提供初稿)
        2.2.1 聚氨酯硬质混合料
        2.2.2 聚氨酯弹性混合料
        2.2.3 多孔聚氨酯混合料
        2.2.4 聚氨酯桥面铺装材料
        2.2.5 聚氨酯混合料的服役性能
        2.2.6 聚氨酯混合料发展前景
    2.3 纤维改性沥青(哈尔滨工业大学王大为老师提供初稿)
        2.3.1 碳纤维
        2.3.2 玻璃纤维
        2.3.3 玄武岩纤维
        2.3.4 合成纤维和木质纤维
        2.3.5 纤维改性沥青发展前景
    2.4 多聚磷酸改性沥青(哈尔滨工业大学王大为老师提供初稿)
        2.4.1 多聚磷酸改性剂的制备与生产
        2.4.2 多聚磷酸改性沥青性能
        2.4.3 多聚磷酸改性沥青混合料性能
        2.4.4 多聚磷酸改性沥青改性机理
        2.4.5 多聚磷酸改性沥青与传统聚合物改性沥青对比分析
        2.4.6 多聚磷酸改性沥青技术发展展望
    2.5 高模量沥青混凝土(长安大学王朝辉老师、长沙理工大学吕松涛老师提供初稿)
        2.5.1 高模量沥青混凝土的制备
        2.5.2 高模量沥青混凝土的性能
        2.5.3 高模量沥青混凝土相关规范
        2.5.4 高模量沥青混凝土发展前景
    2.6 桥面铺装材料(长安大学王朝辉老师提供初稿)
        2.6.1 浇注式沥青混凝土
        2.6.2 环氧沥青混凝土
        2.6.3 桥面铺装材料发展前景
3先进施工技术
    3.1 装配式路面(同济大学朱兴一老师提供初稿)
        3.1.1 装配式水泥混凝土铺面
        3.1.2 地毯式柔性铺面
        3.1.3 装配式路面发展前景
    3.2 智能压实技术(东南大学马涛老师提供初稿)
    3.3 自动驾驶车道建设技术(同济大学朱兴一老师提供初稿)
        3.3.1 自动驾驶车道建设理念
        3.3.2 自动驾驶车道建设要点
        3.3.3 自动驾驶车道建设技术发展前景
    3.4 大温差路面修筑技术(哈尔滨工业大学徐慧宁老师提供初稿)
        3.4.1 大温差作用下沥青路面性能劣化行为
        3.4.2 大温差地区路面修筑技术要点
        3.4.3 大温差地区路面设计控制
        3.4.4 大温差地区路面修筑技术发展前景
4路面养护技术
    4.1 路面三维检测技术(北京航空航天大学李峰老师提供初稿)
        4.1.1 路面三维检测用于病害识别
        4.1.2 路面三维检测用于表面构造分析
        4.1.3 路面三维检测技术的发展前景
    4.2 人工智能与大数据的智能养护(北京工业大学侯越老师提供初稿)
    4.3 功能性/高性能预防性养护技术(北京航空航天大学李峰老师提供初稿)
        4.3.1 裂缝处治
        4.3.2 雾封层
        4.3.3 稀浆封层和微表处
        4.3.4 碎石封层和纤维封层
        4.3.5 薄层罩面和超薄罩面
        4.3.6 预防性养护技术发展趋势
    4.4 超薄磨耗层技术(华南理工大学于华洋老师提供初稿)
        4.4.1 国内外超薄磨耗层发展历史
        4.4.2 国内外常见超薄磨耗层技术简介
        4.4.3 超薄磨耗层材料与级配设计
        4.4.4 存在问题及发展趋势
5路面结构与力学性能
    5.1 基于数值仿真方法的路面结构力学分析(德国亚琛工业大学刘鹏飞老师提供初稿)
        5.1.1 基于有限元法的路面结构分析研究现状
        5.1.2 基于离散元法的路面结构分析研究现状
        5.1.3 未来展望
    5.2 路面多尺度力学试验与仿真(浙江大学罗雪老师提供初稿)
        5.2.1 基于纳微观分子动力学模拟的多尺度试验与仿真研究
        5.2.2 基于细微观结构观测的多尺度试验与仿真研究
        5.2.3 未来展望
    5.3 微观力学分析(浙江大学罗雪老师提供初稿)
        5.3.1 分析微观力学模型
        5.3.2 数值微观力学模型
        5.3.3 未来展望
    5.4 长寿命路面结构(长沙理工大学吕松涛老师提供初稿)
6固废综合利用技术
    6.1 工业废渣(武汉理工大学肖月老师提供初稿)
        6.1.1 钢渣再利用
        6.1.2 其他工业废渣
        6.1.3 粉煤灰再利用
    6.2 建筑垃圾(武汉理工大学肖月老师提供初稿)
        6.2.1 建筑固废再生骨料
        6.2.2 建筑固废再生微粉
    6.3 生物油沥青(长安大学张久鹏老师提供初稿)
        6.3.1 生物沥青制备工艺
        6.3.2 生物沥青改性机理
        6.3.3 生物沥青抗老化性能
        6.3.4 生物沥青再生性能
        6.3.5 生物沥青其他应用
        6.3.6 生物沥青发展前景
    6.4 废轮胎
        6.4.1 大掺量胶粉改性技术(东南大学马涛老师提供初稿)
        6.4.2 SBS/胶粉复合高黏高弹改性技术(华南理工大学于华洋老师提供初稿)
        6.4.3 温拌橡胶沥青(华南理工大学于华洋老师提供初稿)
7路面再生技术
    7.1 热再生技术(北京工业大学郭猛老师提供初稿)
        7.1.1 高RAP掺量再生沥青混合料
        7.1.2 温拌再生技术
        7.1.3 再生沥青混合料的洁净化技术
        7.1.4 热再生技术未来展望
    7.2 高性能冷再生技术(东南大学马涛老师提供初稿)
        7.2.1 强度机理研究
        7.2.2 路用性能研究
        7.2.3 微细观结构研究
        7.2.4 发展前景

(5)Ti-Ti5Si3复合梯度多孔材料的制备及性能表征(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 多孔材料简介
        1.1.1 金属多孔材料
        1.1.2 金属间化合物多孔材料
        1.1.3 陶瓷多孔材料
        1.1.4 高分子多孔材料
    1.2 梯度多孔材料简介
        1.2.1 陶瓷梯度多孔材料
        1.2.2 金属梯度多孔材料
        1.2.3 金属-陶瓷梯度多孔材料
    1.3 本文的研究背景、主要内容及研究意义
        1.3.1 研究背景
        1.3.2 主要内容
        1.3.3 研究意义
第二章 实验设计及方法
    2.1 实验材料及设备
        2.1.1 实验原料参数
        2.1.2 实验仪器参数
    2.2 实验方案
        2.2.1 实验流程
        2.2.2 样品制备
        2.2.3 反应原理
    2.3 Ti-Ti_5Si_3复合梯度多孔材料的组织成分、结构分析及性能表征
        2.3.1 成分及组织形貌分析
        2.3.2 物理性能测试
        2.3.3 多孔材料的过滤性能表征
        2.3.4 多孔材料的热膨胀系数
第三章 Ti-Ti_5Si_3复合梯度多孔材料的制备与表征
    3.1 Ti-Ti_5Si_3复合梯度多孔材料的制备工艺
        3.1.1 烧结设备
        3.1.2 烧结工艺
    3.2 粉末粒度对Ti-Ti_5Si_3复合梯度多孔材料的影响
        3.2.1 Ti粉的表征
        3.2.2 粉末粒度对基体层微观孔结构的影响
        3.2.3 粉末粒度对多孔膜层微观孔结构的影响
        3.2.4 粉末粒度对多孔膜层微观断口形貌的影响
        3.2.5 物相分析
    3.3 烧结温度对Ti-Ti_5Si_3复合梯度多孔材料的影响
        3.3.1 烧结温度对基体层微观孔结构的影响
        3.3.2 烧结温度对多孔膜层微观孔结构的影响
        3.3.3 烧结温度对多孔膜层微观断口形貌的影响
        3.3.4 物相分析
    3.4 保温时间对Ti-Ti_5Si_3复合梯度多孔材料的影响
        3.4.1 保温时间对基体层微观孔结构的影响
        3.4.2 保温时间对多孔膜层微观孔结构的影响
        3.4.3 保温时间对多孔膜层微观断口形貌的影响
        3.4.4 物相分析
    3.5 本章小结
第四章 梯度多孔材料的过滤性能
    4.1 粉末粒度对孔径的影响
    4.2 粉末粒度对相对透气系数的影响
    4.3 粉末粒度对相对渗透系数的影响
    4.4 烧结工艺对相对透气系数的影响
    4.5 烧结工艺对相对渗透系数的影响
    4.6 本章小结
第五章 Ti_5Si_3多孔膜层孔结构成形机理
    5.1 生坯的制备
    5.2 生坯的孔隙率
    5.3 热膨胀系数
    5.4 孔结构成形机理
    5.5 本章小结
第六章 结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

(6)基于多孔空心微珠的多孔陶瓷制备及其性能研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 多孔陶瓷的研究背景
        1.1.1 多孔陶瓷研究背景与意义
        1.1.2 多孔陶瓷概述
        1.1.3 多孔陶瓷分类
    1.2 多孔陶瓷的制备工艺及其研究进展
        1.2.1 多孔陶瓷传统的制备工艺
        1.2.2 多孔陶瓷制备的新方法
        1.2.3 多孔陶瓷国内外研究现状
    1.3 多孔陶瓷在水处理中的应用
        1.3.1 多孔陶瓷应用于饮用水处理
        1.3.2 多孔陶瓷应用于污水处理
    1.4 课题的研究意义与内容
第二章 实验用料及材料表征
    2.1 引言
    2.2 实验原料
        2.2.1 硅微粉
        2.2.2 玻璃粉
        2.2.3 硅藻土
    2.3 主要实验设备
    2.4 样品的分析与表征
        2.4.1 粒径分布
        2.4.2 差热热重(TG-DTA)分析
        2.4.3 扫描电子显微(SEM)分析
        2.4.4 XRD物相分析
        2.4.5 开气孔率的测定
        2.4.6 BET比表面积
        2.4.7 中位孔径的测定
        2.4.8 抗压强度的分析
第三章 样品的制备
    3.1 引言
    3.2 多孔空心微珠的制备
        3.2.1 硅微粉多孔微珠
        3.2.2 发泡硅微粉多孔微珠
        3.2.3 玻璃粉多孔微珠
        3.2.4 发泡硅藻土多孔微珠
    3.3 多孔陶瓷的制备
第四章 硅微粉基和发泡硅微粉基多孔陶瓷的性能研究
    4.1 引言
    4.2 骨料与粘接剂配比对硅微粉基多孔陶瓷性能的影响
        4.2.1 配比对多孔陶瓷断面形貌的影响
        4.2.2 配比对多孔陶瓷比表面积及中位孔径的影响
        4.2.3 配比对多孔陶瓷开气孔率及抗压强度的影响
    4.3 烧结温度对发泡硅微粉基多孔陶瓷性能的影响
        4.3.1 烧结热力学与动力学
        4.3.2 烧结温度对多孔陶瓷物相的影响
        4.3.3 烧结温度对多孔陶瓷断面显微形貌的影响
        4.3.4 烧结温度对多孔陶瓷中位孔径及比表面积的影响
        4.3.5 烧结温度对多孔陶瓷开气孔率及抗压强度的影响
    4.4 骨料与粘接剂配比对发泡硅微粉基多孔陶瓷性能的影响
        4.4.1 配比对多孔陶瓷断面显微形貌的影响
        4.4.2 配比对多孔陶瓷物相变化的影响
        4.4.3 配比对多孔陶瓷中位孔径及比表面积的影响
        4.4.4 配比对多孔陶瓷开气孔率及抗压强度的影响
    4.5 本章小结
第五章 发泡硅藻土基多孔陶瓷的性能研究
    5.1 引言
    5.2 不同工艺参数对多孔陶瓷显微结构的影响
        5.2.1 烧结温度对多孔陶瓷显微结构的影响
        5.2.2 配比对多孔陶瓷显微结构的影响
        5.2.3 发泡剂含量对多孔陶瓷显微结构的影响
        5.2.4 保温时间对多孔陶瓷显微结构的影响
    5.3 不同工艺参数对多孔陶瓷物相变化的影响
        5.3.1 烧结温度对多孔陶瓷物相变化的影响
        5.3.2 配比对多孔陶瓷物相变化的影响
        5.3.3 保温时间对多孔陶瓷物相变化的影响
    5.4 不同工艺参数对多孔陶瓷中位孔径的影响
        5.4.1 烧结温度对多孔陶瓷中位孔径的影响
        5.4.2 配比对多孔陶瓷中位孔径的影响
        5.4.3 发泡剂含量对多孔陶瓷中位孔径的影响
        5.4.4 保温时间对多孔陶瓷中位孔径的影响
    5.5 不同工艺参数对多孔陶瓷比表面积的影响
        5.5.1 烧结温度对多孔陶瓷比表面积的影响
        5.5.2 配比对多孔陶瓷比表面积的影响
        5.5.3 发泡剂含量对多孔陶瓷比表面积的影响
        5.5.4 保温时间对多孔陶瓷比表面积的影响
    5.6 不同工艺参数对多孔陶瓷开气孔率及抗压强度的影响
        5.6.1 烧结温度对多孔陶瓷开气孔率及抗压强度的影响
        5.6.2 配比对多孔陶瓷开气孔率及抗压强度的影响
        5.6.3 发泡剂含量对多孔陶瓷开气孔率及抗压强度的影响
        5.6.4 保温时间对多孔陶瓷开气孔率及抗压强度的影响
    5.7 正交试验确定工艺参数
        5.7.1 正交试验设计
        5.7.2 正交试验结果分析
        5.7.3 确定最优方案
    5.8 最优参数下多孔陶瓷的过滤性能研究
    5.9 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢

(7)网状孔壁莫来石基多孔陶瓷的制备及过滤/吸附性能研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 前言
    1.2 煤矸石研究现状
        1.2.1 煤矸石简介
        1.2.2 煤矸石应用现状
    1.3 莫来石多孔陶瓷研究进展
        1.3.1 三维网状结构多孔陶瓷的研究
        1.3.2 多孔陶瓷制备方法
        1.3.3 多孔陶瓷的应用
    1.4 PM/印染废水的净化研究进展
        1.4.1 常温PM的研究现状
        1.4.1.1 常温PM的危害
        1.4.1.2 常温PM过滤材料
        1.4.1.3 常温PM过滤机理
        1.4.2 印染废水的研究现状
        1.4.2.1 印染废水的危害
        1.4.2.2 印染废水的处理方法
        1.4.2.3 吸附剂材料的开发与应用
    1.5 课题的提出与研究内容
        1.5.1 课题的提出
        1.5.2 课题的研究内容
第二章 实验原料与设备
    2.1 实验原料与设备
        2.1.1 实验原料
        2.1.2 实验试剂
        2.1.3 主要的仪器设备
    2.2 聚氨酯发泡法的制备工艺
    2.3 分析与表征
        2.3.1 微观形貌(SEM)
        2.3.2 线收缩率
        2.3.3 气孔率
        2.3.4 物相分析(XRD)
        2.3.5 热重分析(TG/DTA)
        2.3.6 傅里叶红外光谱分析(FT-IR)
        2.3.7 力学性能
        2.3.8 成分检测(XRF)
        2.3.9 X射线光电子能谱分析(XPS)
        2.3.10 吸附性能测试(UV)
        2.3.11 常温PM的过滤测试
第三章 莫来石多孔陶瓷的制备及其对常温PM的过滤性能研究
    3.1 引言
    3.2 莫来石多孔陶瓷的制备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 莫来石多孔陶瓷制备工艺
        3.3.2 莫来石多孔陶瓷物相分析
        3.3.3 莫来石多孔陶瓷显微结构
        3.3.4 物理性能
        3.3.5 常温PM的过滤性能
    3.4 本章小结
第四章 煤矸石/莫来石基多孔陶瓷的制备及其对常温PM的过滤性能研究
    4.1 引言
    4.2 煤矸石/莫来石基多孔陶瓷的制备
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 物相分析
        4.3.2 显微结构
        4.3.3 物理性能
        4.3.4 常温PM的过滤性能
    4.4 本章小结
第五章 煤矸石基多孔陶瓷的制备及其对亚甲基蓝和常温PM的吸附过滤性能研究
    5.1 引言
    5.2 煤矸石基多孔陶瓷的制备
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 TG-DTA分析
        5.3.2 显微结构
        5.3.3 物理性能
        5.3.4 亚甲基蓝染液的吸附性能
        5.3.5 常温PM的过滤性能
        5.3.6 常温PM的过滤机理
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢

(8)高温过滤用碳化硅多孔陶瓷热致损毁机理研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景
    1.2 高温过滤用多孔陶瓷的研究现状
        1.2.1 多孔陶瓷的应用现状
        1.2.2 多孔陶瓷热震损毁的研究现状
    1.3 高温过滤用多孔陶瓷的性质特点
    1.4 本文的研究意义及研究内容
        1.4.1 研究意义
        1.4.2 主要研究内容
第2章 实验内容与方法
    2.1 实验材料及仪器设备
    2.2 分析与表征
        2.2.1 孔隙率及体积密度测试
        2.2.2 孔径分布测试
        2.2.3 物相分析
        2.2.4 微观形貌测试
        2.2.5 热膨胀性能测试
        2.2.6 抗弯强度测试
        2.2.7 断裂韧性
        2.2.8 实验数据可靠性处理
第3章 碳化硅多孔陶瓷的热冲击行为实验研究
    3.1 引言
    3.2 多孔碳化硅的热冲击实验
    3.3 碳化硅陶瓷的热冲击断裂性能研究
        3.3.1 常温性能
        3.3.2 高温力学性能
        3.3.3 热冲击温差及冷却介质对残余抗弯强度的影响
        3.3.4 热冲击温差对断裂韧性的影响
        3.3.5 裂纹对断裂韧性的影响
        3.3.6 热应力拟合方程的建立及试验验证
    3.4 碳化硅陶瓷的热疲劳性能研究
        3.4.1 空冷热疲劳
        3.4.2 水冷热疲劳
    3.5 本章小结
第4章 陶瓷膜过滤器内流场及热致损毁机理模拟分析
    4.1 引言
    4.2 数值计算的主要模型
        4.2.1 流体动力学基本方程
        4.2.2 气相流动模型
        4.2.3 多孔介质模型
    4.3 多孔陶瓷过滤装置二维模拟及分析
        4.3.1 模型建立
        4.3.2 结构参数及边界条件
        4.3.3 模拟结果
    4.4 多孔陶瓷过滤装置三维模拟
        4.4.1 模型建立
        4.4.2 结构参数及边界条件
        4.4.3 模拟结果及分析
        4.4.4 损毁分析
    4.5 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 主要结论
    5.2 下一步展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果

(9)多孔莫来石纤维陶瓷膜制备及其除尘/催化耦合功能(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 高温烟气过滤
        1.2.1 高温烟气来源及危害
        1.2.2 传统高温烟气过滤技术
        1.2.3 多孔陶瓷膜过滤技术的特点
        1.2.4 多孔陶瓷膜的研究现状
    1.3 高温烟气过滤用多孔纤维陶瓷膜概述
        1.3.1 多孔纤维陶瓷膜的结构设计
        1.3.2 多孔纤维陶瓷膜成型工艺
        1.3.3 多孔纤维陶瓷膜的表征方法
        1.3.4 多孔纤维陶瓷膜的过滤机理
    1.4 多孔纤维陶瓷膜在VOCs催化中的应用
        1.4.1 VOCs的来源及危害
        1.4.2 VOCs控制技术
        1.4.3 催化氧化法治理VOCs的研究现状
        1.4.4 整体式催化剂的研究
        1.4.5 陶瓷基整体式催化剂
    1.5 多孔纤维陶瓷膜的除尘催化功能耦合
    1.6 论文的研究思路和内容
第2章 高强度低气阻的多孔纤维陶瓷膜对PMs的过滤性能研
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料
        2.2.2 所用设备和检测仪器
        2.2.3 材料制备过程
        2.2.4 多孔陶瓷膜的表征与测试
        2.2.5 压降和除尘性能测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 热分析和相表征
        2.3.2 微观结构和孔径分布
        2.3.3 物理性能和机械强度
    2.4 多孔陶瓷膜在气体过滤中的应用
        2.4.1 压降测试
        2.4.2 除尘效率
    2.5 本章小结
第3章 α-Al_2O_3/PCMs过滤膜对细颗粒物的控制研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料
        3.2.2 实验设备和检测仪器
        3.2.3 陶瓷膜的制备
        3.2.4 过滤层的制备
        3.2.5 材料表征与测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 粘结剂及烧结温度的影响
        3.3.2 耐酸碱腐蚀性能
        3.3.3 PCMs的表面涂覆
        3.3.4 α-Al_2O_3/PCMs过滤膜气体过滤中的应用
    3.4 本章小结
第4章 Mn-Ce/PCMs整体式催化剂对VOCs的催化性能
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验原料
        4.2.2 主要设备和仪器
        4.2.3 整体式催化剂的制备
        4.2.4 Mn-Ce/PCMs整体式催化剂的理化性能表征
        4.2.5 催化剂性能测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 PCMs整体式催化剂的XRD表征
        4.3.2 PCMs整体式催化剂的微观结构及元素分布情况
        4.3.3 对苯的催化氧化性能
        4.3.4 XPS分析
        4.3.5 PCMs催化剂的还原性能
        4.3.6 机理讨论
    4.4 本章小结
第5章 Mn_xCe_yCu_z/PCMs整体式催化剂对VOCs的催化性能
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 实验原料
        5.2.2 PCMs和PCMs催化剂的制备
        5.2.3 PCMs和PCMs催化剂表征方法
        5.2.4 催化性能测试
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 苯燃烧的催化活性
        5.3.2 物相组成及微观结构
        5.3.3 N_2吸附-解吸分析
        5.3.4 X射线光电子能谱
        5.3.5 H_2-TPR分析
        5.3.6 苯催化氧化机理
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果

(10)高锰铝多孔钢的制备及孔隙形成机制的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 金属多孔材料的研究进展
        1.2.1 金属多孔材料的制备工艺
        1.2.2 金属多孔材料的性能及应用
    1.3 FeMnAl钢研究进展
        1.3.1 FeMnAl钢的概况
        1.3.2 影响FeMnAl钢组织与性能的因素
    1.4 课题研究意义及主要研究内容
        1.4.1 课题研究意义
        1.4.2 主要研究内容
第2章 实验方案
    2.1 实验材料与设备
    2.2 实验工艺流程
        2.2.1 粉末混合
        2.2.2 高能球磨
        2.2.3 粉末压制
        2.2.4 真空烧结
    2.3 烧结样品的表征
        2.3.1 物相分析
        2.3.2 微观形貌分析
        2.3.3 孔隙率测量
        2.3.4 膨胀行为
        2.3.5 失重率测量
        2.3.6 力学性能测试
第3章 FeMnAl多孔钢的制备
    3.1 引言
    3.2 实验流程
    3.3 Fe-Mn-Al-C烧结坯的微观形貌与物相组成
    3.4 Fe-Mn-Al-C烧结坯的膨胀行为及孔隙率变化
    3.5 FeMnAl多孔钢压缩试验的初步结果
    3.6 本章小结
第4章 Fe-Mn-Al-C粉末压坯在烧结过程中的造孔机理
    4.1 引言
    4.2 实验流程
    4.3 物相变化
    4.4 膨胀行为和孔隙变化
    4.5 烧结过程中Mn的升华行为
    4.6 微观组织演化和孔形成过程
    4.7 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
作者攻读硕士学位期间研究成果

四、过滤净化用多孔金属材料的开发应用与进展(论文参考文献)

  • [1]Ti-Si金属间化合物多孔膜的制备与表征[D]. 刘渊. 西安石油大学, 2021(09)
  • [2]仿生超润湿表面的制备及其油水分离性能研究[D]. 詹斌. 吉林大学, 2021
  • [3]高孔隙率多孔TiAl3金属间化合物的形成机制、组织结构与性能研究[D]. 焦欣洋. 中国矿业大学, 2021
  • [4]中国路面工程学术研究综述·2020[J]. 于华洋,马涛,王大为,王朝辉,吕松涛,朱兴一,刘鹏飞,李峰,肖月,张久鹏,罗雪,金娇,郑健龙,侯越,徐慧宁,郭猛,蒋玮. 中国公路学报, 2020(10)
  • [5]Ti-Ti5Si3复合梯度多孔材料的制备及性能表征[D]. 刘卓萌. 西安石油大学, 2020
  • [6]基于多孔空心微珠的多孔陶瓷制备及其性能研究[D]. 常仕博. 大连交通大学, 2020(05)
  • [7]网状孔壁莫来石基多孔陶瓷的制备及过滤/吸附性能研究[D]. 刘可乐. 大连交通大学, 2020(06)
  • [8]高温过滤用碳化硅多孔陶瓷热致损毁机理研究[D]. 司凯凯. 中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所), 2020(02)
  • [9]多孔莫来石纤维陶瓷膜制备及其除尘/催化耦合功能[D]. 扎西措. 中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所), 2020
  • [10]高锰铝多孔钢的制备及孔隙形成机制的研究[D]. 庄传兵. 武汉理工大学, 2020

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过滤净化用多孔金属材料的开发、应用与进展
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