[發明專利]一種高截留率和滲透通量的以陶瓷為支撐體的無機納濾膜的制備方法

在審

• 申請號: 201910139110.9
• 申請日: 2019-02-25
• 公開（公告）號: CN109821419A
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 李學武;趙曉峰;李慧曉
• 申請（專利權）人: 舟山騰宇航天新材料有限公司
• 主分類號: B01D61/02
• 分類號: B01D61/02;B01D67/00;B01D69/10;C02F1/44;B01D65/10
• 代理公司: 寧波市鄞州盛飛專利代理事務所(特殊普通合伙) 33243
• 代理人: 龍洋

本發明涉及一種高截留率和滲透通量的以陶瓷為支撐體的無機納濾膜的制備方法，將納米級凹凸棒土與水混合球磨；通過干燥并重新將干燥后的納米凹凸棒土分散在水中制備出穩定的漿料；通過加入聚乙烯醇來改善漿料的成膜性能并可以調節成膜厚度；通過浸漬法將漿料涂覆在陶瓷支撐體上；通過熱處理制備出與陶瓷支撐體緊密結合的凹凸棒土納濾膜。本發明通過漿料浸漬法在陶瓷支撐體上制備出凹凸棒土納濾膜，改變陶瓷支撐體的表面形貌，提高材料的比表面積從而提高其過濾性能。與傳統的有機納濾膜相比，凹凸棒納濾膜具有更高的化學和機械穩定性，使用壽命大大延長，并在高溫、腐蝕等惡劣環境下展現出廣闊的應用前景。

技術領域

本發明屬于膜分離與污水處理技術領域，具體涉及一種高截留率和滲透通量的以陶瓷為支撐體的無機納濾膜的制備方法。

背景技術

近年來，為了解決全球范圍內所共同面對的水污染問題，膜分離技術取得了廣泛的關注并迅速發展。納濾技術是一種壓力驅動的液相分離技術，最早起源于20世紀70年代，其分離特征介于超濾和反滲透之間。經過四十多年的發展，納濾技術以其納米尺度分離性能、操作簡單、無污染、節能等優點在污水處理等領域取得了廣泛應用，成為膜分離技術中的重要分支。納濾膜是實現納濾技術的關鍵，主要分為有機膜和無機膜。目前有機納濾膜應用較多的有磺化聚醚砜、醋酸纖維素、芳香聚酰胺等，但由于有機物的特性所限，有機納濾膜在高溫、腐蝕、磨損等嚴苛條件下容易受到破壞，從而失效。而無機納濾膜大多數由氧化物陶瓷組成，擁有更高的機械強度和化學穩定性，耐高溫、耐腐蝕、耐磨損等性能，服役壽命更長。傳統的無機納濾膜所用的材料主要是SiO₂、TiO₂、 ZrO₂以及Al₂O₃，但當前的研究成果表明以這些材料為成分制備的納濾膜滲透通量較低，分離過程中易造成膜污染，并且它們大多采用靜電紡絲的制備方法，工藝控制困難，成本高，產量低。

發明內容

本發明提供一種高截留率和滲透通量的以陶瓷為支撐體的無機納濾膜的制備方法，解決上述技術問題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種高截留率和滲透通量的以陶瓷為支撐體的無機納濾膜的制備方法，包括如下步驟：

(1)將納米級凹凸棒土原料與水混合球磨，形成納米級凹凸棒土漿；

(2)干燥所述納米級凹凸棒土漿，形成納米級凹凸棒土漿顆粒，將所述納米級凹凸棒土漿顆粒再次分散在水中，獲得穩定的納米級凹凸棒土漿料；

(3)在所述納米級凹凸棒土漿料中加入聚乙烯醇，攪拌，獲得預成膜漿料；

(4)通過浸漬法將所述預成膜漿料涂覆在陶瓷支撐體上；

(5)通過熱處理制備出與所述陶瓷支撐體緊密結合的凹凸棒土納濾膜。

作為本發明的一個優選的實施例，步驟(1)中所述納米級凹凸棒土為棒狀的納米晶，納米晶平均直徑為15～50nm，長度為1μm。

作為本發明的一個優選的實施例，步驟(1)中所述球磨轉速為600r/min，時間為24h。

作為本發明的一個優選的實施例，步驟(2)中所述干燥為80℃恒溫干燥24h。

作為本發明的一個優選的實施例，步驟(3)中所述聚乙烯醇的質量百分數為0.5％～3％。

作為本發明的一個優選的實施例，步驟(3)中所述攪拌的時間為2～4h。

作為本發明的一個優選的實施例，步驟(3)中所述預成膜漿料的質量分數為 10～30％。

作為本發明的一個優選的實施例，步驟(4)中所述通過浸漬法將所述預成膜漿料涂覆在陶瓷支撐體上為：將所述陶瓷支撐體浸入到所述預成膜漿料中充分涂覆。