[发明专利]水净化用陶瓷平板膜及其制备工艺

说明书

本发明属于无机膜领域，具体涉及一种水净化用陶瓷平板膜及其制备工艺。将陶瓷平板膜成品真空浸渍改性溶胶，经热处理得到产品；改性溶胶为将乙醇加热，加入无机铝盐搅拌，然后依次加入氨水、酸液、钛酸酯和聚乙二醇搅拌制备得到。真空浸渍时采用的真空度小于或等于500Pa。本发明可以用于污水处理净化，在保证陶瓷膜材料高通量、低阻力、高过滤性的同时，采用真空浸渍低浓度溶胶的方式覆于陶瓷平板膜表面，提高膜材料的污水净化效率和抗污染能力，水通量可以达到2‑3m³/h.m²(100KPa，25℃)。本发明还提供其制备工艺，将现有的陶瓷平板膜成品利用起来形成性能更优的产品，具有较高的经济效益。

技术领域

本发明属于无机膜领域，具体涉及一种水净化用陶瓷平板膜及其制备工艺。

背景技术

陶瓷平板膜是一种新型过滤材料，可用于污水处理领域，与有机膜相比具有机械强度高，耐高温、耐酸碱腐蚀等诸多优点，近几年来在水处理领域取得迅速发展和广泛应用。污水处理过程中存在的膜污染问题严重影响过滤膜的使用寿命，主要是有机污染物附着于膜表面，形成对膜孔道的堵塞，降低水通量，甚至完全使膜材料失去过滤功能。

通过对膜材料的导电性、亲水性和疏油性等性质进行表面处理可以有效的提高膜材料处理污水的能力。对于一般污水处理来讲，亲水性好的膜层往往通量大、不易被有机物粘附，所以对于污水处理用陶瓷过滤膜有必要进行亲水化膜层的处理。目前，形成亲水性膜层的方法主要有主要包括溶胶-凝胶法(Sol-gel法)、化学气相沉积法、液相沉积法、自组装制备法(SAMs法)、等离子喷涂等。

专利CN105906219A将喷雾喷涂法与浸渍法结合起来，形成以SiO₂为基底，结合TiO₂的膜层，用于日用防油污、抗菌自清洁、镜面防雾等领域；专利CN105801779A利用纳米SiO₂粉体进行富亲水基团改性涂层的制备；专利CN105148609A利用纤维丝和棉籽壳为原料制备亲水性滤料，将钛的光催化作用与铝的亲水性能结合起来，制备改性溶胶形成亲水膜层，具有工艺简单、不需要复杂的专业设备、易操作，更具有工业化应用的潜力和价值。以上专利给出的工艺和方法难以在在污水处理用陶瓷平板膜中使用。

专利CN 104060228 A公开了一种种钢表面高硬铝钛陶瓷膜的制备方法，采用离子镀膜工艺对钢结构表面进行处理；专利CN200810155358公开了一种制备多孔陶瓷膜支撑体的方法，针对陶瓷原料进行预处理，通过一系列工艺形成包覆型的颗粒；专利CN201610154401公开了一种用于膜吸收过程的陶瓷膜制备方法，采用水热法和共沉淀在支撑体上成膜。以上专利是在将Al2O3、ZrO、TiO2等直接应用在原料的预处理和分离膜层的制备中，成本高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种水净化用陶瓷平板膜，可以用于污水处理净化，在保证陶瓷膜材料高通量、低阻力、高过滤性的同时，提高膜材料的污水净化效率和抗污染能力；本发明还提供其制备工艺。

本发明所述的水净化用陶瓷平板膜，将陶瓷平板膜成品真空浸渍改性溶胶，经热处理得到产品；其中：改性溶胶为将乙醇加热，加入无机铝盐搅拌，然后依次加入氨水、酸液、钛酸酯和聚乙二醇搅拌制备得到。

其中：陶瓷平板膜成品为刚玉、莫来石、SiC、石英或堇青石中的一种的陶瓷平板膜成品，市售产品。

改性溶胶的制备方法为：

(1)将乙醇加热至45-65℃，加入无机铝盐搅拌0.2～0.5h后，加入氨水搅拌1-2h；

(2)加入酸液搅拌0.5～2h；

(3)加入钛酸酯搅拌0.5～2h；

(4)加入聚乙二醇搅拌20-40min，老化12～16h，制得改性溶胶。