[发明专利]一种用于重金属废水处理的碳化硅陶瓷膜及其生产方法

权利要求书

1.一种用于重金属废水处理的碳化硅陶瓷膜的生产方法，其特征在于，所述生产方法由以下步骤依次组成：制备支撑膜层、制备中间体、制备碳化硅陶瓷膜；

所述制备支撑膜层，将炭黑、SiC粉投入至溶剂中，混合均匀后，球磨5-8h；然后继续投入预定量的硅粉，继续球磨2-3h，制得预混浆；预混浆经干燥制得预混料；将预混料、羟丙基甲基纤维素、聚乙二醇4000、改性蓖麻油、去离子水混合均匀制得混合料，混合料挤出成型为坯体，坯体经热风干燥、煅烧，制得支撑膜层；

所述改性蓖麻油的制备方法为，将蓖麻油、含氢硅油、十六烷基二甲基氢硅烷搅拌均匀后，搅拌条件下，80-90℃真空蒸发20-40min；然后加入氯铂酸，在氮气气氛环境下，95-105℃保温3-5h，制得改性蓖麻油；

所述制备中间体，碳纤维、羟丙基甲基纤维素、聚乙烯醇、去离子水经混料、球磨制得纤维层浆料；然后将纤维层浆料喷涂至支撑膜层的一侧外表面，经300-400℃热处理，制得中间体；

所述制备碳化硅陶瓷膜，SiC粉投入至溶解有聚碳硅烷的正己烷中，搅拌一段时间后，升温蒸发溶剂，研磨制得改性碳化硅粉；改性碳化硅粉、聚乙二醇4000、无水乙醇经球磨制得过滤膜层浆；将过滤膜层浆涂膜至中间体外表面，经干燥、煅烧，制得用于重金属废水处理的碳化硅陶瓷膜。

2.根据权利要求1所述的用于重金属废水处理的碳化硅陶瓷膜的生产方法，其特征在于，所述制备支撑膜层中，坯体经40-50℃热风干燥4-6h后，100-120℃保温1-2h后；在氩气气氛环境下，1500-1700℃煅烧2-3h，自然冷却至500-700℃，保温1-2h，制得支撑膜层。

3.根据权利要求1所述的用于重金属废水处理的碳化硅陶瓷膜的生产方法，其特征在于，所述制备支撑膜层中，炭黑、SiC粉、硅粉的重量份比值为7-10:15-22:80-90；

所述制备支撑膜层中，溶剂为无水乙醇与去离子水的混合液，无水乙醇与去离子水的重量份比值为1:4-6；

所述制备支撑膜层中，预混料、羟丙基甲基纤维素、聚乙二醇4000、改性蓖麻油、去离子水的重量份比值为100-110:5-7:2-3:6-8:20-30。

4.根据权利要求1所述的用于重金属废水处理的碳化硅陶瓷膜的生产方法，其特征在于，所述制备支撑膜层中，SiC粉的粒径为5-8μm；炭黑的粒径为25-35nm；硅粉的粒径为30-40nm。

5.根据权利要求1所述的用于重金属废水处理的碳化硅陶瓷膜的生产方法，其特征在于，所述改性蓖麻油的制备中，蓖麻油、含氢硅油、十六烷基二甲基氢硅烷、氯铂酸的重量份比值为50-60:20-30:10-13:0.3-0.8。

6.根据权利要求1所述的用于重金属废水处理的碳化硅陶瓷膜的生产方法，其特征在于，所述制备中间体中，控制纤维层浆料在支撑膜层外表面的喷涂厚度为40-60μm；

所述制备中间体中，碳纤维、羟丙基甲基纤维素、聚乙烯醇、去离子水的重量份比值为4-6:0.3-0.5:1-1.2:50-60；

所述制备中间体中，碳纤维的直径为5-7μm，长径比为8-10:1。

7.根据权利要求1所述的用于重金属废水处理的碳化硅陶瓷膜的生产方法，其特征在于，所述制备碳化硅陶瓷膜中，控制过滤膜层浆在中间体外表面的涂膜厚度为80-120μm；

所述制备碳化硅陶瓷膜中，聚碳硅烷、SiC粉、正己烷的重量份比值为30-40:20-30:70-90；

所述制备碳化硅陶瓷膜中，改性碳化硅粉、聚乙二醇4000、无水乙醇的重量份比值为20-25:5-8:90-100。

8.根据权利要求1所述的用于重金属废水处理的碳化硅陶瓷膜的生产方法，其特征在于，所述制备碳化硅陶瓷膜中，过滤膜层浆涂膜至中间体外表面后，120-130℃保温干燥1-2h；1200-1400℃保温煅烧1-2h；1600-1700℃保温煅烧1-2h，自然冷却至常温，制得用于重金属废水处理的碳化硅陶瓷膜。

9.一种用于重金属废水处理的碳化硅陶瓷膜，其特征在于，采用权利要求1-8中任一项所述的生产方法制得。