要 以酚醛出型粉为原料，用於化法制备丨'平均孔径力0.301扎徂分布械窄' 孔隙率为 40%55%的管状崁睽研允f匣枓粒埂.戍型1£力-添加剤忡笑反含域等对膜的平均孔径和孔径分布时 比响-埘定了膜的水和N2 井甩f]描电镜观察膜的形态结构.结果表明，随着原料粒度的增加柯成

 

型压力的域小，炭膜的平■均孔径增大、孔径分布变宽、'体通U和水通话增大添邯利O炭膜性能也有叱 响-将所制得的矣瞋用于染料水处理，取得r较好的效果.

 

关键词 酚醛圧塑粉 炭瞋 制备 发证

 

炭膜耐高温i耐腐蚀、孔径分布均匀且易调控.微滤炭膜不仅可以作为分离膜*还可作为气 体分离用炭-炭复合膜的支撑体[1，21-国外已有微滤炭膜工业化应用的报道1：J|.可以用炭化法-涂覆法1化学气相沉积等方法制备炭膜本文用炭化法制备了管状微滤炭膜，研究了制备 条件对炭膜性能的毖响._

 

将酚醛压塑粉部分固化，粉碎至所要求的粒度，加人添加剂后在捏合机上混合均匀，然后 成型.添加剂包括粘结剂和六次甲基四胺.本文实验选用甲基纤维素为钻结剂.在实验中，加入 67o(质量分数，下同）的甲基纤维素' 3%的六次甲基四胺.在2MPa压力下成型，制得外径为 10mm,厚度为2.2mm的原料膜管.将干燥后的膜管罝于炭化炉中，在氩气保护下以6 C /min 的速率从室温加热到SCO c,恒温lh后.自然冷却至室温I7L采用气体泡压法测定炭膜的孔径 分布、平均孔径和2通*炚孔径分布用孔径分布函数/(r)=dii/d7■表示' 其中，R为湿膜 N2通量与相同压力下干膜^2通世之比，r为膜孔半径.用煮沸法脷定膜的孔隙率.在自制的 仪器上脷定炭膜的纯水通量和染料截留率，选用直接耐晒黑和活性红两神染料配成染料水溶液 后进行膜过滤实验•用分光光度计测定染料溶液的浓度i0i.在测定N2通世和水通世时，膜两侧 压差为0.2MPa.

 

表i表明、随着原料粒度的减小，炭膜的平均孔径、孔瞭率、气体透世和水通世都下降.炭 膜的徽孔是由原料颗粒之间的堆积孔和炭化时分解气体的析出孔组成.随着原料顆粒粒径的减 小，颡粒与糴粒之间接触面相对增大，颡粒堆积的密集程度增大，而且，一部分较小的粒子填充 到较大的粒子之间的孔隙中，使粒子之间堆砌得更加紧密，导致炭膜孔隙率、孔径减小，气体通 量及水通量下降.

 

2.2成■压力的影响

 

图2利表2为酚醛压塑扮的粒度小f 40pm时在不同丨王力下成翠所得炭膜的性能.可以看 出-随着成型压力的增大.'f均孔径减小，孔径分布变窄，孔隙率及气体透址降低.当成切压力 大于SMPa后.压力的髟响不Bg显.这是因为随肴压力的增&、粒了-之间堆枳密度增加.使粒 子堆积孔变彳、.孔隙率F降.

 

2.3 添加剂的影响

 

以平均粒度2(L^m的酚醛E塑粉为原料.农坩不同含记的粘结剂甲棊纤维素、在2.5MPa 压力下成型掙到的炭膜性能如表3和囝3所示，由表和囝可见.随朞粘结剂含M的增加、炭瞋

 

酚醛压塑粉的分子结构是线性的，部分树脂固丨fc后在酚基中存在着的未反应点，加热时与 六次甲基四胺作用、使其转变成热固性树脂，进一步缩聚则变成体型产物.未加六次甲基四胺 时，炭膜强度很差.加入后炭膜强度得到明显改善.但六次甲基四胺的加入tt对奭膜的孔径分 布影响很小（图4).

 

2.4炭膜对染料的截留率

 

甲炭膜处理两种染料水溶液.由于分子间作甲力，染料分子在水中发生缔合，形成胶核.吸 附部分解离的染料分子后，形成比一般分子直径大得多的晈体粒子.炭膜对染料的截留率/为 I = {CQ- C)/Ca^0%.,其中C('为匾溶液的浓度.C为透过液的浓度.随着炭膜扑均孔径的 减小，截留效果变好.平均孔径为0.32pm的炭膜浓度为0.125g/L的两种染料水溶液中的染 料的截留率可达到99%以上，并且在0.1估.SMPa的压力下，在3h内，截留率不随侧试压力和 时间而改变.