[发明专利]一种多孔陶瓷过滤膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种多孔陶瓷过滤膜的制备方法，属于水处理技术领域。本发明将高岭土，石英石，钾长石球磨混合，过筛，得陶瓷粘结剂粉末；将铝粉，海泡石，碳酸钙，水球磨混合，干燥，热压成型，得中间层材料；将琼脂液，纳米二氧化硅，氟化钠溶液，纳米锌粉搅拌混合，热压成型，充氧保温烧结，降温，浸泡，干燥，得支撑体材料；将碳化硅粉末，高锰酸钾，陶瓷粘结剂粉末，羧甲基纤维素钠溶液搅拌混合，得过滤膜浆料；将中间层材料平铺于支撑体材料表面，将铝粉镁粉平铺于中间层材料表面，再将所得过滤膜浆料在镁粉表面流延成膜，干燥，充氧高温烧结，降温，即得多孔陶瓷过滤膜。本发明提供的多孔陶瓷过滤膜具有优异的吸附性能，并且延长了使用寿命。

技术领域

本发明公开了一种多孔陶瓷过滤膜的制备方法，属于水处理技术领域。

背景技术

膜技术是新型高效分离技术，以其节约能源和环境友好的特征成为解决全球能源、环境、水资源等重大问题的共性支撑技术之一。多孔陶瓷膜，以其优异的材料稳定性，在石油和化学工业、医药、冶金等过程工业众多领域获得了广泛的应用，已成为膜领域发展最迅速、最具应用前景的膜材料之一。

多孔陶瓷膜的分离性能与材料的孔径大小及其分布、孔隙率、孔形态等微结构有着密切的关系。多孔陶瓷膜的孔径可以在几个纳米到几十个微米范围进行调变。与多孔陶瓷相比，多孔陶瓷膜为非对称结构，具有更高的分离性能。膜的厚度一般介于几十纳米到几百个微米，可以进行从纳米尺度的筛分（如纳滤膜对多价离子的高截留率）到可见大颗粒的分离（如高温气体除尘），具有广泛的应用领域。多孔陶瓷膜的分离层孔结构是颗粒以任意堆积方式形成的，孔隙率通常为30～35%，且曲折因子调控较为困难，这使得陶瓷膜性能的大幅提高受到局限。研究陶瓷膜制备新技术以提高其渗透性及渗透选择性是目前陶瓷膜领域的研究重点之一。如何进一步降低陶瓷膜制备的成本亦是陶瓷膜制备研究领域的重点之一。而且目前的多孔陶瓷膜还存在力学性能不佳，使用寿命不长的问题，因此还需对其进行进一步研究。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是：针对传统多孔陶瓷膜力学性能不佳、使用寿命不足的问题，提供了一种多孔陶瓷过滤膜的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

（1）按重量份数计，将10～20份高岭土，20～40份石英石，60～80份钾长石球磨混合，过筛，得陶瓷粘结剂粉末；

（2）按重量份数计，将20～30份铝粉，20～30份海泡石，8～10份碳酸钙，50～60份水球磨混合，得混合浆料；

（3）将混合浆料烘干，热压成型，得中间层材料；

（4）按重量份数计，将30～40份琼脂液，20～30份纳米二氧化硅，30～40份氟化钠溶液，3～5份纳米锌粉搅拌混合，热压成型，充氧保温烧结，降温，浸泡，干燥，得支撑体材料；

（5）按重量份数计，将80～100份碳化硅粉末，20～30份高锰酸钾，10～20份陶瓷粘结剂粉末，180～200份羧甲基纤维素钠溶液搅拌混合，得过滤膜浆料；

（6）将上述所得中间层材料平铺于支撑体材料表面，将铝粉质量0.1～0.2倍的镁粉平铺于中间层材料表面，再将所得过滤膜浆料在镁粉表面流延成膜，得三层复合湿料；

（7）将三层复合湿料，干燥，充氧高温烧结，降温，即得多孔陶瓷过滤膜。

步骤（3）所述热压成型条件：压力为10～12MPa，温度为120～140℃，热压成厚度为2～4mm。

步骤（4）所述琼脂液的制备过程为：将琼脂与水按质量比1：50～1：100混合溶胀后，加热搅拌溶解，即得琼脂液。

步骤（4）所述热压成型条件：压力为15～20MPa，温度为80～100℃，热压成厚度为8～12mm。