[發明專利]一種卷式陶瓷膜的制備方法和制得的產品以及過濾凈水器

有效

• 申請號: 202011457578.1
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN112675712B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 王霞;常啟兵;何世斌;郝恩奇;楊柯
• 申請（專利權）人: 景德鎮陶瓷大學
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D69/10;B01D69/02;C02F1/44
• 代理公司: 廣州廣信知識產權代理有限公司 44261
• 代理人: 李玉峰

本發明公開了一種卷式陶瓷膜的制備方法，通過將柔性的、具有滲透通道的平板陶瓷膜片進行卷曲，而形成各卷曲層呈間隔的卷式陶瓷膜支撐體，然后在其外表面制備分離膜層而得到卷式陶瓷膜。此外，還公開了利用上述制備方法制得的產品以及過濾凈水器。本發明制得的卷式結構陶瓷膜，以平板陶瓷膜結構為基礎，通過卷曲大幅提高了膜面積，而且利用陶瓷材料的剛性實現陶瓷膜的自支撐，因而明顯優于有機膜需要特定的支撐結構。本發明過濾凈水器無需輔助能源提供動力，過濾性能優異，運行過程中不產生廢水，而且不影響自來水的自然循環。

技術領域

本發明涉及陶瓷膜分離技術領域，尤其涉及一種陶瓷膜的制備方法和制得的產品以及過濾凈水器。

背景技術

無機陶瓷膜具有耐高溫、耐溶劑、耐酸堿腐蝕、高機械強度以及易清洗可再生等優點，在石油化工、食品、制藥、環保等領域有著獨特的技術優勢。目前，無機膜常見構型為單管狀、多通道管狀、平板狀和碟狀。整體而言，上述構型導致無機膜組件的單位體積內的膜面積相對較小。卷狀結構的有機膜能夠大幅提升單位體積內的膜面積，減少膜分離設備的一次性硬件投資。但由于無機材料的剛性，使得無機膜難以獲得類似有機膜的卷狀結構。目前現有技術也研發了一種具有高膜面積/ 體積比的無機膜元件，即在蜂窩陶瓷內填充中空纖維無機膜，在有效提高無機膜的膜面積/體積比的同時，有效解決中空纖維無機膜的構型與其過濾模式之間的矛盾。然而，該構型的端口密封相對比較復雜。

此外，家用凈水器實質上是給水深度處理的小型化，其主要處理對象是自來水中的濁度、色度、異嗅和有機物等。一般由預過濾(粗濾)、吸附、精濾(微過濾、超過濾、反滲透)等三部分組成。在復合型凈水器中，膜技術復合凈水器凈水性能優良，特別在去除微生物(細菌、藻類等)方面有比較顯著的效果。目前中空纖維有機膜是主流，將成束的中空纖維超濾膜經過澆鑄工藝后制成超濾芯，濾芯由ABS 外殼、外殼兩端的環氧封頭和成束的中空纖維超濾膜三部分組成。環氧封頭填充了中空纖維超濾膜之間的空隙，隔離了原液與透過液。中空纖維膜由于不能清洗，作為凈水設備末端除菌使用一般1～2年需要更換。其次，這種水處理器的缺點是水的壓力低于其工作壓力，所以還需要增壓泵，需要借助電力和壓力。其較大的缺點就是廢水比較多，一般要過濾掉50％左右的廢水。

目前所采用的陶瓷過濾凈水器主要采用插入式陶瓷濾芯，精度最高為0.1μm的雙控制膜陶瓷濾芯可將細菌完全隔離在濾芯外面，不會產生二次污染，不怕堵塞，實現終端凈水功能。但其缺點是濾芯壽命比較短，出水量小，而且體積較大，同樣需要增壓泵。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種卷式陶瓷膜的制備方法，通過將柔性的、具有滲透通道的平板陶瓷膜片進行卷曲，而形成各卷曲層呈間隔的卷式陶瓷膜支撐體，然后在其外表面制備分離膜層而得到卷式陶瓷膜。本發明的另一目的在于提供利用上述制備方法制得的產品以及過濾凈水器。

本發明的目的通過以下技術方案予以實現：

本發明提供的一種卷式陶瓷膜的制備方法，包括以下步驟：

(1)卷式陶瓷膜支撐體的制備

(1-1)采用擠出成型法將塑性陶瓷泥料擠出成型為內部具有滲透通道的矩形平板陶瓷膜片，然后在其上放置彈性隔片，沿滲透通道方向一起進行卷曲而得到橫截面呈螺旋狀的圓柱型坯體；其中，所述平板陶瓷膜片其卷曲的起始端密封，其卷曲的末端折離圓柱型外側而形成出水端；

(1-2)所述圓柱型坯體經干燥定型、去除彈性隔片后，經燒結即得到各卷曲外表面之間呈間隔的卷式陶瓷膜支撐體；

(2)分離膜層的制備

將所述卷式陶瓷膜支撐體以出水端向上而水平置于懸浮液漿料中，采用浸涂法在卷式陶瓷膜支撐體的外表面制備分離膜層，即得到卷式陶瓷膜。