[发明专利]一种免烧无机复合膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种免烧无机复合膜的制备方法，该方法以粉煤灰为原料，不锈钢筛网为基材，将地质聚合物浆料，通过浸渍‑提拉法使地质聚合物浆料填充并覆盖于不锈钢筛网的孔隙和表面上，养护得到无机复合膜支撑体；随后通过去离子水用量较少的地质聚合物浆料与氧化石墨烯制成混合浆料浸涂于无机复合膜支撑体表面上，最后热养护得到免烧无机复合膜。该方法工艺简单、成本低廉、简单易行且无需高温烧结，具有潜在的应用前景。为低成本制备无机复合膜提供了新思路。

技术领域

本发明属于无机膜制备，具体涉及一种免烧无机复合膜的制备方法。

背景技术

无机膜相较于有机聚合物膜具有诸多竞争性优势，如耐高温、耐化学腐蚀、易于清洗再生等，在生物医药、食品、能源化工、环境保护等领域有着广泛的应用^[1，2]。

张小珍^[3]等以氧化钇稳定氧化锆(YSZ)粉体为原料，通过干湿法纺丝技术，经干燥后，以2℃/min升温至600℃保温1h，随后以4℃/min升温至1260℃-1380℃并保温2h得到YSZ中空纤维陶瓷膜。贲腾等^[4]的中国发明专利申请(公开号：CN202010541498.8)公开了一种多孔氧化铝膜的制备方法，具体是将α氧化铝粉末、二氧化硅细粉、氧化镁粉末、可溶性淀粉和粘土以一定比例混合均匀并分散于蒸馏水中，浸泡1-2h，过滤，干燥，研磨成细粉，得到原料，将原料置于粉末压片机中于25MPa下压制0.5min得到膜片，将膜片置于管式炉中经5个阶段升温至1100℃并保温120min得到多孔氧化铝陶瓷膜。汪永清等^[5]Al₂O₃超滤膜作为支撑体，采用溶胶-凝胶法制备了高性能ZrO₂纳滤膜，具体是将八水氧氯化锆和六甲基四胺溶于去离子水中，将六甲基四胺水溶液逐渐滴加到八水氧氯化锆水溶液中，5℃下搅拌至澄清透明状后陈化12h并加入适量的PVA溶液作增稠剂得到溶胶，将支撑体浸渍入溶胶20s涂膜，再将样品置于60℃烘箱12h，相对湿度为60％；最后将样品以0.5℃/min升温到650℃，保温1h得到性能ZrO₂纳滤膜。赵帅飞等^[6]的中国专利申请(公开号：CN202011010826.8)公开了一种利用尾矿渣制备微滤无机膜的方法，具体是将SiC、粘结剂(聚乙烯醇、聚醚砜、聚丙烯腈与聚偏氟乙)、造孔剂(活性炭颗粒)、尾矿渣等通过球磨机混合均匀，并与溶剂(水)、表面活性剂(十二烷基磺酸钠与十二烷基苯磺酸钠)混合得到混合料，通过挤压成型制得成型料，随后在氮气和/或惰性气氛下通过四个阶段的升温至1200～1300℃并保温2～4h，最后以1～3℃/min的速率降温至室温，得到微滤无机膜。

综上所述，目前专利文献报导的无机膜必须经过高温烧结工艺，导致其生产成本与能耗较高，不利于推广应用。通过系统查阅了大量的国内专利以及文献资料，未发现关于以金属筛网为基材，涂覆地质聚合物复合浆料以制备免烧无机复合膜的相关报导。

以下是发明人给出的相关参考文献：

[1]龚之宝,孙伟振,李朋洲,李青松.无机膜分离技术及其研究进展；应用化工，2019，48(08)：1985-1989。

[2]崔佳,王鹤立,龙佳.无机陶瓷膜在水处理中的研究进展；工业水处理，2011，31(02)：13-16。

[3]张小珍，索帅锋，江瑜华，胡学兵，邱文臣，周健儿，YSZ中空纤维陶瓷超滤膜制备及其处理重金属离子污染废水的研究，陶瓷学报；36(6)(2015)583-588。

[4]贲腾，裘式纶，多孔氧化铝膜、含银离子多孔氧化铝复合膜及其制备方法，中国专利申请，2020，CN202010541498.8。

[5]汪永清，刘丰利，常启兵，杨玉龙，徐泽跃；溶胶-凝胶法制备高性能ZrO₂纳滤膜；陶瓷学报，2020，41(03)：409-414。