多孔碳化硅陶瓷表面改性及其煙氣過濾性能研究.pdf

1、近年來霧霾天氣成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)，而霾的核心物質(zhì)是沉積在空氣中的灰，煙塵等顆粒物，且極易吸入人體肺部產(chǎn)生危害。而柴油車產(chǎn)生的尾氣主要以碳顆粒為主，是造成霧霾天氣的一個(gè)主要成因。目前柴油車尾氣處理方式主要依靠壁流式過濾器捕集顆粒物，而柴油車運(yùn)行工況復(fù)雜，排放尾氣溫度較高，因此要求過濾壁具有耐高溫，抗氧化，耐腐蝕等優(yōu)良特性，而多孔碳化硅陶瓷因其優(yōu)異獨(dú)特的性能成了過濾材料的熱門選擇，并成為材料學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。其原料來源廣泛，成本低廉，傳統(tǒng)制

2、備方法多樣。
　　本文利用木材的天然多孔結(jié)構(gòu)，以櫸木為模板采用液態(tài)硅浸漬的獨(dú)特方法制備生物形態(tài)多孔碳化硅陶瓷，所得產(chǎn)物性能優(yōu)異，具有良好的孔隙結(jié)構(gòu)，在節(jié)能減排方面具有很大優(yōu)勢，但其在過濾超細(xì)顆粒時(shí)仍存在一些局限，當(dāng)生物形態(tài)碳化硅過濾納米級(jí)別顆粒物時(shí)，高的孔隙度可以有效地捕集微小顆粒物，但同時(shí)造成通透性減小，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣背壓升高，減小其壽命。因此制備出通透性良好且捕集效率高的多孔碳化硅將成為我們重點(diǎn)解決的問題。
　　故而本研究通

3、過模擬人的呼吸系統(tǒng)，仿生設(shè)計(jì)合成類似支氣管表層的纖毛狀微觀結(jié)構(gòu)，采用熔鹽法和溶膠-凝膠法對(duì)多孔碳化硅陶瓷表面進(jìn)行改性處理，分別利用熔鹽化學(xué)反應(yīng)和溶膠-凝膠制備工藝在碳化硅陶瓷孔隙中生長出莫來石和硼酸鋁晶須，通過各種表征手段發(fā)現(xiàn)良好的晶須形貌生長在碳化硅基質(zhì)上。
　　為了測試改性材料的過濾性能，又搭建了柴油燃燒煙氣過濾測試平臺(tái)，保持通入的空氣流量恒定，控制溫度小幅度變化，分別測試空白顆粒物濃度、柴油燃燒煙氣顆粒物濃度、煙氣經(jīng)過碳化硅