[发明专利]一种热稳定、超疏水的陶瓷-碳纳米管复合膜及其膜蒸馏水处理应用

摘要

一种热稳定、超疏水陶瓷‑碳纳米管复合膜及其膜蒸馏水处理应用，其属于无机膜的技术领域。该复合膜的制备采用化学气相沉积法，以陶瓷中空纤维膜为载体，通过改变不同的制备条件，如催化剂负载量、反应温度和反应时间，控制碳纳米管的结构、负载量和负载状态，能够得到不同结构和性能的陶瓷‑碳纳米管中空纤维复合膜。通过对制备条件的调控优化，得到热稳定、超疏水的碳纳米管完全覆盖结构的复合膜。该复合膜能够通过膜蒸馏实现海水淡化、高盐废水零排放和其他废水的高效处理（如电镀重金属废水、印染废水和抗生素废水等），具有良好的膜蒸馏性能。

主权项

一种热稳定、超疏水陶瓷‑碳纳米管复合膜，其特征在于：该复合膜是以尖晶石中空纤维陶瓷膜为载体，以碳纳米管完全覆盖载体的复合结构为膜结构；该复合膜的纯水接触角为160‑170°，液体浸润压力为2‑2.5bar，气体通量为25‑35m3·m‑2·h‑1；所述复合膜的制备方法如下：（1）将作为载体的尖晶石中空纤维陶瓷膜用无水乙醇清洗浸泡10‑20min，然后用纯水冲洗，并于60‑70℃干燥1‑2h，得到处理后的尖晶石中空纤维陶瓷膜；（2）将Ni(NO3)2配制成25‑35%质量浓度的溶液，用真空浸渍涂覆的方法将Ni(NO3)2溶液涂覆在处理好的载体上，90‑110℃干燥2‑4h后置于马弗炉中于500‑600℃焙烧2‑4h，得到负载NiO催化剂的尖晶石中空纤维陶瓷膜；（3）将负载NiO催化剂的尖晶石中空纤维陶瓷膜置于石英反应管中，向石英反应管中通入N2和H2于500‑550℃还原催化剂1‑3h，所述N2的流速为10‑30ml/min，H2的流速为10‑30ml/min；然后升温至反应温度650‑680℃，将气流切换为20‑30ml/min的CH4，反应3‑5h后，得到碳纳米管完全覆盖的复合膜。