[發(fā)明專利]粉煤灰-氧化鋁復(fù)合陶瓷膜及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910984362.1
• 申請日: 2019-10-16
• 公開（公告）號: CN112661520B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬寧;丁書強;董陽;卓錦德;王珂
• 申請（專利權(quán)）人: 國家能源投資集團有限責任公司;北京低碳清潔能源研究院
• 主分類號: B01D71/02
• 分類號: B01D71/02;C04B35/622;C04B38/00;C04B41/87;B01D46/54;C02F1/44;B01D67/00;B01D69/12
• 代理公司: 北京信諾創(chuàng)成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11728
• 代理人: 陳悅軍

1.一種粉煤灰-氧化鋁復(fù)合陶瓷膜，其特征在于，該陶瓷膜包括粉煤灰支撐體和依次排布在粉煤灰支撐體上的粉煤灰層和氧化鋁層，所述粉煤灰支撐體的平均孔徑a、所述粉煤灰層的平均孔徑b和所述氧化鋁層的平均孔徑c滿足以下關(guān)系：a^≥b^≥c，其中，所述粉煤灰支撐體的平均孔徑a為1-10μm；所述粉煤灰層的平均孔徑b為0.5-1μm；所述氧化鋁層c的平均孔徑為0.01-0.5μm；

其中，所述粉煤灰-氧化鋁復(fù)合陶瓷膜由以下步驟制得：

(1)將粉煤灰支撐體與多糖基質(zhì)和/或其衍生物的溶液進行第一接觸，以在粉煤灰支撐體表面形成多糖基質(zhì)和/或其衍生物層，得到改性后粉煤灰支撐體；

(2)將步驟(1)得到的改性后粉煤灰支撐體與粉煤灰涂膜液進行第二接觸后并進行第一燒結(jié)，以在改性后粉煤灰支撐體上形成粉煤灰層，得到陶瓷膜中間體；

(3)將步驟(2)得到的陶瓷膜中間體與氧化鋁涂膜液進行第三接觸后并進行第二燒結(jié)，以在陶瓷膜中間體上形成氧化鋁層，得到粉煤灰-氧化鋁復(fù)合陶瓷膜；

所述多糖基質(zhì)選自纖維素、殼聚糖和甲殼素中的至少一種。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷膜，其中，所述粉煤灰支撐體的平均孔徑a、所述粉煤灰層的平均孔徑b和所述氧化鋁層的平均孔徑c滿足以下關(guān)系：a＞b＞c。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷膜，其中，所述粉煤灰支撐體的平均孔徑a為1-3μm；所述粉煤灰層的平均孔徑b為0.5-0.8μm；所述氧化鋁層c的平均孔徑為0.05-0.4μm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項所述的陶瓷膜，其中，所述陶瓷膜的氣孔率為40-60％，容重為1.3-1.9g/cm³，抗彎強度為18-100MPa，純水通量為0.6-10m³/m²·h·bar，酸腐蝕質(zhì)量損失率小于等于0.3％，堿腐蝕質(zhì)量損失率小于等于0.5％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項所述的陶瓷膜，其中，粉煤灰層厚度為10-160μm，氧化鋁層的厚度為2-60μm。

6.權(quán)利要求1-5中任意一項所述粉煤灰-氧化鋁復(fù)合陶瓷膜的制備方法，該方法包括以下步驟：

(1)將粉煤灰支撐體與多糖基質(zhì)和/或其衍生物的溶液進行第一接觸，以在粉煤灰支撐體表面形成多糖基質(zhì)和/或其衍生物層，得到改性后粉煤灰支撐體；

(2)將步驟(1)得到的改性后粉煤灰支撐體與粉煤灰涂膜液進行第二接觸后并進行第一燒結(jié)，以在改性后粉煤灰支撐體上形成粉煤灰層，得到陶瓷膜中間體；

(3)將步驟(2)得到的陶瓷膜中間體與氧化鋁涂膜液進行第三接觸后并進行第二燒結(jié)，以在陶瓷膜中間體上形成氧化鋁層，得到粉煤灰-氧化鋁復(fù)合陶瓷膜。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，以所述多糖基質(zhì)和/或其衍生物溶液的總重量為基準，所述多糖基質(zhì)和/或其衍生物的含量為0.1-5重量％。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，以所述多糖基質(zhì)和/或其衍生物溶液的總重量為基準，所述多糖基質(zhì)和/或其衍生物的含量為0.1-2重量％。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述粉煤灰支撐體制備方法包括：將用于制備粉煤灰支撐體的組合物與水混合、成型，然后進行焙燒，其中，所述用于制備粉煤灰支撐體的組合物包括第一粉煤灰、第一成型劑、第一增塑劑和可選的聚丙烯酰胺，以用于制備粉煤灰支撐體的組合物的總重量為基準，

第一粉煤灰的含量為85-97重量％；

第一成型劑的含量為0.9-7重量％；

第一增塑劑的含量為1.6-9重量％；

聚丙烯酰胺的含量為0-1重量％。