[发明专利]一种高通量抗污染陶瓷过滤膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高通量抗污染陶瓷过滤膜及其制备方法，其在0.1MPa压力下的纯水通量为2600‑3200LMH，包括陶瓷膜支撑体和设于该陶瓷膜支撑体表面的过渡膜层和过滤膜层，其在0.1MPa压力下的1wt％大豆蛋白分散液48h稳定通量为190‑240LMH。本发明制备的过滤膜层平整性好，膜表面无空洞缺陷，膜通量高，抗污染能力强；本发明的制备方法可以防止过渡膜层塌陷进入支撑体内部，从而提高膜层平整性，降低膜阻力，提高膜通量和抗污染性能。

技术领域

本发明属于膜分离材料技术领域，具体涉及一种高通量抗污染陶瓷过滤膜及其制备方法。

背景技术

膜技术近年已受到世界各国的高度重视，随着膜与膜技术的大规模推广和应用，越来越多的国家将其放在科技创新和国民经济发展的重要地位。在众多的膜材料中，陶瓷膜具有抗微生物能力强；耐高温；孔径分布窄、分离效率高、化学稳定性好，能耐酸、耐碱、耐有机溶剂、机械强度大，可反向冲洗；等优点，在食品工业、生物工程、环境工程、化学工业、石油化工、冶金工业等领域得到了广泛的应用。

商品化的陶瓷膜通常具有两层以上结构(多孔支撑层、0层、1层或者多层过渡膜层及分离膜层)，呈非对称分布。支撑体通常由5-100μm的大颗粒陶瓷氧化物颗粒烧制而成，其形成的微观多孔结构孔径约1-30μm。随后在支撑体上面利用颗粒粒径逐渐减小的金属氧化物颗粒烧结成型孔径逐渐减小的过渡膜层，最后再利用相应粒径的分离膜层材料制备孔径规格为0.8nm～1μm不等，过滤精度涵盖微滤、超滤、纳滤级别的分离膜层。

然而，在现有膜层制备工艺过程中，由于支撑体孔径分布不均，孔洞大小不一，过渡膜层的颗粒通常都无法在支撑体表面形成良好的搭接结构，而是塌陷进入支撑体内部，大幅度降低了支撑体的孔隙率，降低膜通量，提高了膜阻力。且由于底层的塌陷，造成最终分离膜层坑洼不平，膜平整性差，膜层容易磨损，抗污染性能差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种高通量抗污染陶瓷过滤膜。

本发明的另一目的在于提供上述高通量抗污染陶瓷过滤膜的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种高通量抗污染陶瓷过滤膜，其在0.1MPa压力下的纯水通量为2600-3200LMH，包括陶瓷膜支撑体和设于该陶瓷膜支撑体表面的过渡膜层和过滤膜层，其在0.1MPa压力下的1wt％大豆蛋白分散液48h稳定通量为190-240LMH。

在本发明的一个优选实施方案中，所述陶瓷膜支撑体的材质为氧化铝或碳化硅。

在本发明的一个优选实施方案中，所述过滤膜层的孔隙率为36-40％。

在本发明的一个优选实施方案中，所述过滤膜层的厚度为25-35μm。

进一步优选的，所述陶瓷膜支撑体的材质为氧化铝，其孔径为5-10μm。

进一步优选的，所述陶瓷膜支撑体的材质为碳化硅，其孔径为10-30μm。

上述高通量抗污染陶瓷过滤膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)在所述陶瓷膜支撑体上涂覆活性炭粉末分散液，然后烘干形成厚度为3-6μm的一活性炭膜层；

(2)用浸渍涂膜法在上述活性炭膜层上涂覆过渡膜层涂膜液，然后进行烘干和烧结，形成过渡膜层；

(3)用浸渍涂膜法在上述过渡膜层上涂覆过滤膜层涂膜液，然后进行烘干和烧结，形成所述陶瓷过滤膜层。

在本发明的一个优选实施方案中，所述活性炭粉末分散液中的活性炭粉末的粒径为 0.5-1μm。

进一步优选的，所述活性炭粉末分散液的浓度为1-3wt％。