[發明專利]一種以高硅固廢為原料流延成型制備脫鹽用疏水多孔堇青石陶瓷膜的方法

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• 申請號: 201911238304.0
• 申請日: 2019-12-06
• 公開（公告）號: CN110893324A
• 公開（公告）日: 2020-03-20
• 發明（設計）人: 韋奇;滕懷德;王亞麗;崔素萍
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: B01D71/02
• 分類號: B01D71/02;B01D67/00;C02F1/44;C02F103/08
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

一種以高硅固廢為原料流延成型制備脫鹽用疏水多孔堇青石陶瓷膜的方法屬于脫鹽技術領域，以高硅固廢為原料低成本流延成型制備疏水多孔堇青石陶瓷膜，用于膜蒸餾脫鹽。首先用去離子水清洗固體廢棄物，然后活化；將活化后的高硅固廢與氧化將活化后的固體廢棄物與氧化鎂，氧化鋁，以MgO：Al₂O₃：固廢(質量分數)為13.6％：35％：51.4％，配制堇青石原料。將堇青石原料與粘結劑聚醚砜(PESf)，分散劑聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，有機溶劑氮甲基吡咯烷酮(NMP)混合球磨，脫氣，相轉化后，得到陶瓷膜坯體，然后煅燒，最終經疏水劑修飾得到多孔堇青石陶瓷膜。堇青石多孔陶瓷膜具有分布均勻的孔結構，良好的疏水性，脫鹽率和脫鹽通量。

技術領域

本發明涉及一種以高硅工業固廢為原料流延成型制備脫鹽用疏水多孔堇青石陶瓷膜用于脫鹽的方法，屬于脫鹽技術領域。

背景技術

水是生命之源，是人類賴以生存和生活的基本物質，也是地球上無法替代的自然資源。隨著人類社會的不斷發展，水資源匱乏問題已經凸顯出來，成為影響全球經濟發展的重要因素，供水不足將會成為世界性的社會危機。據統計，全球水總存儲量為13.9×1017m³，其中海水占96.5％，其余分布在陸地、生物體和大氣中，其中可用的湖水、河水和可采地下水僅占0.2％。

二十一世紀以來，世界人日迅速膨脹，各國對淡水資源的需求不斷增加，尤其是中東以及非洲一些干燥地區，常年處于缺水狀態，飲用水供應嚴重不足。盡管全球有四分之三的面積覆蓋著水，但是基本上是由海水組成，分布極其不平衡。人類可使用淡水資源僅為化0.01％僅有的0.01％淡水資源也嚴重分布不均，部分地區處于長期干旱狀態。再加上人為的污染和浪費，可供人類飲用的水更少。根據調查，預計到2025年，世界人口三分之二的人將為水所困。相比于能源等其他資源，飲用水資源作為人類生存的必需品，必將是未來各個國家爭相發展的對象。淡水資源嚴重影響著能量和食物供給、工業生產和我們的生存環境，影響著發展中和工業化國家的經濟發展和人民日常生活。農業，牲畜和能量的水資源消耗占人類使用總量的80％上，新鮮水的需求量將隨著人口增長和長遠短缺傳統資源增長。在人口稠密的地區，許多含新鮮水的±層被污染和透支，部分沿海地區遭受海水侵蝕，形成不可逆污染。令人擔憂的是，在30年內，冰川融化將導致像雅魯藏布江、恒河、黃河、湄公河(供給中國印度和東南亞的飲水)等出現斷流，這在枯水期將危及15億人的生產生活。在未來幾十年里，水資源匱乏將成為一個標語，促使人們采取行動，從大規模的人曰遷移到最后引發戰爭，而要避免這一切，除非人類發現新的方法獲得干凈的水資源。

相對于傳統的有機膜海水淡化，無膜蒸餾是膜技術與蒸餾過程相結合的分離過程。基本原理如圖所示，膜的一側與熱的待處理料液直接接觸(熱側)，另一側直接或者間接的與冷的水溶液接觸(冷側)，熱側溶液中的易揮發組分在膜表面汽化并在蒸汽壓差的驅動力下通過膜進入冷側并冷凝成液態水，其他組分則被疏水膜阻擋在熱側，從而實現溶液的分離或者提純。而陶瓷膜具有較強耐化學性、機械強度相對較高、熱穩定性好、孔徑分布平均、分離效率高、可清洗重復利用、使用壽命較長、抗微生物能力強、環境友好等若干優點，所以本發明目的是以工業廢棄物為原料低成本制備出一種通量大、性質穩定的陶瓷膜。

發明內容

本發明的目的是提供一種以高硅固廢為原料流延成型制備脫鹽用疏水多孔堇青石陶瓷膜，然后將其用于海水淡化的方法，旨在減少了固體廢棄物堆積對環境造成的污染，同時制備的陶瓷膜具有較好的脫鹽效果。

本發明按照下述步驟進行：

一種以高硅工業固體廢棄物為原料低成本制備脫鹽用疏水多孔堇青石陶瓷膜其特征在于，按下述步驟進行：

(1)將水洗后的固體廢棄物在540℃下活化一小時

(2)將活化后的固體廢棄物與氧化鎂，氧化鋁，以MgO：Al₂O₃：固廢：為13.6％：35％：51.4％(質量分數)配置形成堇青石原料A；