[實用新型]一種蜂窩狀親水性陶瓷過濾膜

無效

• 申請號: 200920241307.5
• 申請日: 2009-11-11
• 公開（公告）號: CN201519554U
• 公開（公告）日: 2010-07-07
• 發明（設計）人: 周健兒;常啟兵;汪永清;胡學兵;張小珍;王建東
• 申請（專利權）人: 景德鎮陶瓷學院
• 主分類號: B01D71/02
• 分類號: B01D71/02
• 代理公司: 景德鎮市高嶺專利事務所 36120
• 代理人: 程雷

技術領域

本實用新型屬于膜分離技術領域，具體涉及一種蜂窩狀親水性陶瓷過濾膜。

背景技術

陶瓷膜主要以管式和多通道管式為主。該構型最大的缺點在于膜密度比較低，因此，目前商業生產的管式膜多采用7，19和37通道，以提高單位體積內的膜面積。蜂窩狀陶瓷因具有更多的通道數和更高的通道面積，除了較多的用作汽車尾氣處理的催化劑載體，也被用于陶瓷過濾膜的制備。如CN200620006364提供了一種外形為正方體、長方體或正六邊體，油水分離裝置用蜂窩陶瓷。US5855781則通過改變蜂窩陶瓷中孔道的排列，增大部分孔壁厚度，增大滲透出水的通道寬度來減少滲透阻力。WO2004091756則直接利用多通道管式或蜂窩狀陶瓷膜中的部分通道為滲透出水的通道，該構型集中了板式和管式構型的優點，有利于減少滲透阻力。但是，上述陶瓷膜的蜂窩狀構型也存在可改進的方面，如US5855781還采用沿蜂窩陶瓷通道方向，間隔地對部分通道開槽，形成新的滲透出水通道。蜂窩陶瓷通常具有較小的壁厚和較高的氣孔率，所以其強度相對較小。該設計中又增加了開槽，會進一步降低蜂窩陶瓷的強度，有可能會導致陶瓷膜在封裝組件和過濾過程中開裂。WO2004091756則是很大程度上保留了多孔陶瓷的完整形狀，只是在端口處沿截面方向對部分孔道開槽，然后采用多孔陶瓷，使用燒結的方法進行滲透出水通道的端口進行封堵，留出部分開槽用作滲透出水出口。該封堵方法涉及干燥和燒結過程，封堵材料與蜂窩陶瓷性能的差異容易形成孔隙，導致在過濾過程中料液污染滲透出水。

發明內容

本實用新型的目的在于針對現有技術的不足，提供結構設計合理，能有效提高單位體積膜面積，降低滲透出水的傳輸阻力，提高滲透通量，同時具有良好表面親水性的蜂窩狀陶瓷過濾膜。

本實用新型所提供的蜂窩狀陶瓷過濾膜，其特征在于采用蜂窩陶瓷作為過濾膜支撐體，利用蜂窩陶瓷支撐體的部分孔道作為過濾通道，制備有過濾膜層和親水性納米改性涂層，其余孔道作為滲透出水通道，過濾通道與滲透出水通道間隔排列，在端口處對滲透出水通道沿通道方向切割出一定長度的矩形槽，使用有機粘結劑將與開口相同或略小寬度的陶瓷矩形條密封滲透出水通道端口，滲透出水通道與蜂窩陶瓷外壁以滲透出水開口相連，有機粘結劑浸涂過濾膜端口，浸涂長度大于矩形條沿通道方向的長度。

在本實用新型中，蜂窩陶瓷坯體的材料可以選擇氧化鋁、氧化鈦、堇青石、莫來石、高嶺土、SiC等中的一種或者幾種的混合物。

在本實用新型中，蜂窩陶瓷坯體的外形可以為圓形，正方形或者矩形，最好是圓形，孔道形狀可以為正六方形，矩形或者三角形。

在本實用新型中，蜂窩陶瓷支撐體的孔隙率在35％～55％之間，最好是40％。

在本實用新型中，對于制備微濾膜，蜂窩陶瓷支撐體的孔徑在1～6μm，最好是3μm，對制備超濾膜，需要在蜂窩陶瓷支撐體上多次制備過渡層，過渡層的孔徑在0.1～0.8μm，最好是0.2μm。

在本實用新型中，過濾層的材料可以選擇Al₂O₃，TiO₂，ZrO₂，硅酸鹽或堇青石中的一種或者幾種的混合物。

在本實用新型中，浸涂-提拉法是將穩定的過濾層材料的漿料注入到過濾通道內，浸涂合適時間后，漿料以一定速率留出后即在過濾通道內形成濕膜，經干燥、燒結后即獲得過濾層。

在本實用新型中，原位水解法是將醇鹽，如異丙醇鋁，丁醇鋯，鈦酸四丁酯，溶解在非水溶劑中，浸泡陶瓷膜一定時間，取出后干燥，然后置于水蒸汽氣氛中，水解成相應氫氧化物，然后熱處理后在過濾層的微細多孔壁表面形成納米改性涂層。

在本實用新型中，在組成陶瓷膜過濾層的微細多孔壁表面(顆粒的表面)形成納米改性涂層，該納米改性涂層并不形成新的更小孔徑的分離層，只用于改變過濾層滲透通道的表面親水性，提高過濾效率。

在本實用新型中，過濾通道與滲透出水通道間隔排列，每兩排過濾通道間隔一排或者兩排滲透出水通道。

在本實用新型中，蜂窩陶瓷支撐體具有較高的孔隙率，容易使用切割的方法切除部分滲透出水通道孔壁，形成一定長度的矩形槽。矩形槽的長度一般為支撐體長度的1/6。

在本實用新型中，陶瓷矩形條材料可以選擇氧化鋁、堇青石、莫來石、高嶺土、SiC等中的一種或者幾種的混合物，可以是多孔的，也可以是致密的，最好是多孔的，有利于提高與有機粘結劑的結合強度。