[发明专利]一种利用活性氧化铝制备膜材料的方法

说明书

本发明公开了一种利用活性氧化铝制备膜材料的方法，涉及膜材料领域，将拟薄水铝石、氧化钛微粉、电气石粉、纳米氧化镁以及高岭土加水制成浆料，加入稀土材料，混合均匀，继续加入有机添加剂，制得混合浆料，将混合浆料涂覆在支撑体上，在低温温度下烧结，制得无机膜。本发明通过加入稀土材料，由于稀土材料中的氧化物是良好的表面活性物质，可以改善无机颗粒间的润湿性，易形成低熔点液相，降低了材料的熔点，实现在低温下进行烧结。

技术领域

本发明涉及膜材料领域，具体讲是一种利用活性氧化铝制备膜材料的方法。

背景技术

众所周知，膜分离由于其分离时无需相变，因此比传统的蒸馏等分离方法节约能量，而无机膜作为两大分离膜之一，越来越受到人们的重视。无机膜按膜材料可分为金属膜、玻璃膜、碳膜以及陶瓷膜，其中陶瓷膜主要有氧化铝膜和氧化锆膜，其以热稳定性较好著称，应用广泛。

陶瓷膜具有以下优点：(1)耐高温。无机分离膜实用温度可高于400℃，有的甚至可达800℃；(2)化学稳定性好；无机分离膜在制备过程中都要经过一定温度的熔烧，最后以单一氧化物或复合氧化物成膜，所以它在酸性或弱碱性条件下稳定性好，pH值适合范围宽，耐有机溶剂，因而涉及高温和腐蚀过程的工艺(如食品加工、催化反应)中有着非常广泛的应用前景，一般无毒，不污染环境，清洁状态好。(3)即系强度大；(4)抗微生物侵蚀；(5)使用寿命长。无机分离膜的优点，决定了它在工业中有广泛的应用前景，但同时无机分离膜也有它自身的缺点，影响了目前的应用。无机膜一般无弹性，较脆，不易加工成型。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种利用活性氧化铝制备膜材料的方法。

本发明的技术解决方案如下：

一种利用活性氧化铝制备膜材料的方法，将拟薄水铝石、氧化钛微粉、电气石粉、纳米氧化镁以及高岭土加水制成浆料，加入稀土材料，混合均匀，继续加入有机添加剂，制得混合浆料，将混合浆料涂覆在支撑体上，在≤950℃温度下烧结，制得无机膜。

优选地，所述稀土材料包括氧化钇、氧化镧或氧化铈。

优选地，所述稀土材料的添加量占浆料质量的1-10％。

优选地，所述有机添加剂至少包括蛭石和吸水树脂的混合物。

优选地，所述有机添加剂还包括阿拉伯胶粉和活性炭。

优选地，所述无机膜继续放入处理剂中浸渍，然后继续加入含有醋酸溶液的聚合物，浸渍完后，待溶剂蒸发，固化成膜，制得膜材料。

优选地，成膜后的膜材料在惰性氛围下400-600℃进行热解。

优选地，所述处理剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷中的至少一种。

优选地，所述聚合物为以聚二甲基硅氧烷为单体的前驱体材料。

本发明的有益效果是：

(1)本发明的一种利用活性氧化铝制备膜材料的方法，通过加入稀土材料，由于稀土材料中的氧化物是良好的表面活性物质，可以改善无机颗粒间的润湿性，易形成低熔点液相，降低了材料的熔点，实现在低温下进行烧结。

(2)本发明的一种利用活性氧化铝制备膜材料的方法，通过在有机添加剂中加入有机蛭石和吸水树脂混合物，由于这两种均为遇水膨胀的材料，其中蛭石是膨胀型层间片状材料，树脂膨胀成水凝胶，有机成分会挥发，蛭石的层状结构进行烧结后，可以对膜材料的孔结构进行调节，孔结构更加丰富。

(3)本发明的一种利用活性氧化铝制备膜材料的方法，通过在无机膜表面进行改性，附着上硅烷链，然后继续附着聚合物单体延长链结构，形成有机膜，进一步丰富了膜材料的孔结构，再者提高了膜材料的韧性。