[發明專利]一種石英質陶瓷膜支撐體的制備方法

有效

• 申請號: 202110771264.7
• 申請日: 2021-07-08
• 公開（公告）號: CN113336567B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 張璐璐;肖進彬;周振;劉穎;衛軍華;方玉美;程順利
• 申請（專利權）人: 河南省高新技術實業有限公司;河南省科學院
• 主分類號: C04B38/06
• 分類號: C04B38/06;C04B35/14;C04B35/622
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉奇

本發明屬于多孔陶瓷膜制備領域，具體涉及一種陶瓷膜支撐體的制備方法。本發明通過選擇細化的石英砂作為主體組分，使其在支撐體中呈密集堆積分布，提高了陶瓷膜支撐體的機械強度，通過制泥陳化，使造孔劑和溶劑在坯體內部均勻分布，有利于后序燒結形成分布均勻的微孔，提高純水通量；再通過燒結形成微孔結構，并使各組分致密化，進一步增加支撐體的機械強度。采用該法制備得到的石英質陶瓷膜支撐體具有較高的機械強度和純水通量，且具備耐酸腐蝕、耐高溫和使用壽命長等優點。

技術領域

本發明屬于多孔陶瓷膜制備領域，具體涉及一種陶瓷膜支撐體的制備方法。

背景技術

近年來，水污染問題愈發嚴重，無機陶瓷膜分離技術作為一項有效的治理污水方法而迅速發展。尤其是氧化鋁陶瓷膜支撐體，由于其具有耐酸腐蝕性好、機械強度高、耐高溫、使用壽命長、耐溶劑、不易堵塞等優點，在液體分離、溶液濃縮、污水過濾等方面得到廣泛認可，在化工、食品、醫藥、生物等領域存在巨大的應用前景。

但是，由于氧化鋁成本高，用量大，并且在市場上的種類單一，無法滿足一些企業的實際需求。如果采用其他成本低廉的無機原料，則會降低陶瓷膜支撐體的機械強度和純水通量，嚴重影響陶瓷膜支撐體的使用效果。因此，制備出一種成本低廉，同時具有較高機械強度和純水通量的陶瓷膜支撐體尤為重要。

發明內容

有鑒于此，本發明目的在于提供一種陶瓷膜支撐體的制備方法。本發明提供的方法使用價格低廉的石英砂作為陶瓷膜支撐體的主體組分，制備得到的陶瓷膜支撐體具有較高的機械強度和純水通量。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種石英質陶瓷膜支撐體的制備方法，包括如下步驟：

將細化的石英砂、粘結劑、燒結助劑和成孔劑混合，得到混合料；

將所述混合料、增塑劑、潤滑劑和溶劑混合，得到泥料；

將所述泥料煉泥后陳化，得到陳化后的泥料；

將所述陳化后的泥料成型處理，得到陶瓷膜管支撐體坯體；

燒結所述陶瓷膜管支撐體坯體，得到石英質陶瓷膜支撐體。

優選的，細化的石英砂的粒徑≤0.150mm。

優選的，以質量百分含量計，所述混合料包括細化的石英砂74～80％、粘結劑5～8％、燒結助劑8～14％和成孔劑4～7％。

優選的，所述粘結劑為膨潤土，所述燒結助劑為鉀長石和擬薄水鋁石，所述鉀長石和擬薄水鋁石的質量比為1:1，所述造孔劑為羧甲基纖維素鈉。

優選的，所述燒結為分段燒結；包括依次進行的第一階段、第二階段和第三階段；所述第一階段的起始溫度為室溫，終止溫度為300℃，升溫速率為1.5～3℃/min，所述第二階段的起始溫度為300℃，終止溫度為900℃，升溫速率為1～2℃/min，所述第三階段起始溫度為900℃，終止溫度為1250℃，升溫速率為5～7℃/min；所述第一階段不進行保溫，第二階段在終止溫度下保溫30～50min，第三階段在終止溫度下保溫30～50min。

優選的，所述燒結前還包括：將所述陶瓷膜管支撐體坯體依次進行室溫放置和烘干處理；所述室溫放置的時間為12～16h；所述烘干處理的溫度優選為70～120℃，時間優選為10～16h。

優選的，所述混合料、增塑劑、潤滑劑和溶劑的混合方式為：將所述增塑劑、潤滑劑和溶劑混合配制成溶液，再和混合料混合。

優選的，所述增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯，所述潤滑劑為丙三醇，所述溶劑為酒精和水；以質量百分含量計，所述溶液包括鄰苯二甲酸二辛酯1～3％、丙三醇2～3％、酒精3～5％和余量的去離子水；所述溶液與混合料的質量比為1：5～3：10。