[發明專利]氧化鐵超濾平板陶瓷膜

在審

• 申請號: 201910275417.1
• 申請日: 2019-03-27
• 公開（公告）號: CN110075722A
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 王志強;胡永權
• 申請（專利權）人: 浙江田成環境科技有限公司
• 主分類號: B01D71/02
• 分類號: B01D71/02;B01D69/06;B01D67/00;B01D53/86;B01J23/745;B01D53/70
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本發明涉及氧化鐵超濾平板陶瓷膜，特別是涉及用于過濾液體及氣體中的顆粒物，同時作為光催化材料降解在可見光照射下，對有機化合物降解的氧化鐵超濾平板陶瓷膜。膜表面為阿爾法氧化鐵顆粒，孔徑為1納米到1微米。此氧化鐵超濾平板陶瓷膜可過濾顆粒物，也可在光的照射下對有機物進行光催化降解。

技術領域

本發明涉及氧化鐵超濾平板陶瓷膜，特別是涉及用于過濾液體及氣體中的顆粒物，同時作為光催化材料降解持久性有機化合物的氧化鐵超濾平板陶瓷膜。

技術背景

陶瓷膜技術起源于二戰時期原子彈計劃用于鈾濃縮，后期轉為民用產品。是在氧化鋁顆粒燒結的支撐體上制成具有微米及以下孔隙的用來過濾的陶瓷膜。從上世紀80年代起，美國、日本、法國等國家都陸陸續續的有了陶瓷微濾膜和超濾膜，取得了一定的規?；膽?，其產品的產業化、商業化程度已經達到了較高的水平，產品的技術水平也有了很大的提高，其中美國、日本、法國等國家在陶瓷膜的開發和應用方面發展極為迅速。

無機陶瓷膜由于具有耐高溫、耐化學腐蝕、機械強度好，抵抗微生物能力強、滲透通量大、可清洗性強、孔徑分布均勻、使用時間長等特性，尤其在高溫、強酸堿、有機溶劑等有機膜無法承受的苛刻環境下具有很好的耐受力，使得陶瓷膜在化學與石油化工、食品、生物、醫藥、環保等各個領域都獲得了成功的應用。

陶瓷膜的材料主要有兩大類：一類是由純Al₂O₃組成的基材，法國Pall公司是此類的代表；另一類是復合基材，是以法國Orelis和TAMI公司為代表，其中Orelis是以TiO₂、Al₂O₃組成復合基材，而TAMI公司則增加了ZrO₂，這三家是在陶瓷膜領域領先的公司，膜生產技術均來源于法國。后在日、德、美等國規模生產及應用。

但到目前為止還沒有氧化鐵陶瓷膜。氧化鐵作為原料成本低，耐強堿，可吸附砷等重金屬離子，可在可見光照射下就進行電子遷移而對有機污染物進行降解的催化材料。因而用氧化鐵制成的超濾陶瓷膜，在過濾水、氣體中顆粒物的同時，可在可見光照射下對有機污染物進行降解，尤其可吸附水中的砷等重金屬離子，在水、氣體處理中有明顯不同和優勢。

發明內容

本發明提供了氧化鐵陶瓷平板膜。平板支撐體為氧化鋁顆粒擠出、干燥然后燒結而成，孔徑為3-15微米左右。支撐體為平板狀，沿板長方向內部有多個排水或排氣通道。陶瓷板外為陶瓷膜層，由氧化鐵顆粒燒結而成。氧化鐵陶瓷膜的過濾孔徑為20納米到1微米。膜即可過濾液體或氣體中的相應顆粒物質，也可以在可見光的照射下，同時對在液體或氣體中的有機物進行降解。

制備氧化鐵超濾膜的方法如下，將鐵鹽溶于水中，加入堿液，加熱，溶液變為暗紅色，顯示有氫氧化鐵納米顆粒的溶膠產生，在此溶膠中加入乙二醇、甲基纖維素等添加劑，使溶膠增加粘合力，并易于在支撐體上成膜。將生產的溶膠均勻涂在氧化鋁支撐體上，干燥后放入燒結爐在400攝氏度燒制一個小時。爐溫下降后取出為孔徑20納米到1微米的氧化鐵陶瓷膜?？讖降拇笮∨c各個溶液的濃度、相互比例有關，也與燒結溫度及升降溫速率密切相關。

所得的鐵陶瓷膜作為光催化降解有機分子的非常理想的載體。膜的表面是高度多孔的，因此容易吸收有機分子。氧化鈦分子易于獲得催化活性。催化作用由可見光或陽光驅動，更強烈的光可能會加速降解的速度。

鐵鹽可以是氯化鐵、硫酸亞鐵、硝酸鐵等，以硫酸亞鐵為佳。堿液可為氫氧化鈉、氫氧化鈣或氨水，以氨水為佳。