[发明专利]一种陶瓷纳滤膜的制备方法

说明书

本发明涉及一种新型陶瓷纳滤膜的制备方法，先将前驱体溶于有机溶剂中获得前驱体溶液；然后将待处理的陶瓷超滤膜烘干；再将烘干的陶瓷超滤膜浸渍于前驱体溶液中完全浸润取出，晾干后干燥、煅烧，得到陶瓷纳滤膜。本发明通过在陶瓷超滤膜孔道中引入活性组分，并使其在原位发生水解反应，经热处理后在膜孔道内获得纳米陶瓷粒子，从而实现膜孔径的调节。通过前驱体种类、前驱体浓度、溶剂及热处理工艺等的控制，可以实现陶瓷超滤膜孔径的连续化调节。本方法未在陶瓷超滤膜表面形成一层新的膜层，避免了陶瓷纳滤膜制备过程中膜层易开裂的问题，可以获得一系列不同材料和不同微结构的陶瓷纳滤膜，为陶瓷纳滤膜的制备提供了一种新方法。

技术领域

本发明涉及一种陶瓷纳滤膜的制备方法，属于膜材料制备技术领域。

背景技术

膜分离是指借助膜的选择渗透作用，以外界能量或化学位差为推动力对双组分或多组分混合气体或液体进行分离、分级、提纯和富集的方法过程。以膜材料为核心的膜技术是当代新型高效分离技术，以其节约能源和环境友好等特征，成为解决人类面临的能源、水资源、环境等领域重大问题的共性技术之一，在促进我国国民经济发展、国家技术进步与增强国际竞争力等方面，发挥着重要作用，日益受到政府的高度重视。纳滤(NF)是介于超滤(UF)和反渗透(RO)之间的一种新型压力驱动膜分离过程，平均孔径在1-2nm，截留分子量在200-1000Da。随着过程工业中对高效、节能和高精度分离技术要求的不断提高，纳滤膜在化工、能源、电子、食品和医药等行业得到越来越广泛的应用。根据膜材料的不同，纳滤膜通常分为两大类：有机纳滤膜和陶瓷纳滤膜。与有机纳滤膜相比，陶瓷纳滤膜具有耐有机溶剂、耐高温、耐酸碱、机械强度高、通量大和寿命长等特点。

陶瓷纳滤膜目前主要采用溶胶凝胶法进行制备，其采用1-5μm的大孔氧化铝作为支撑体，然后在其上涂覆3-5层孔径依次减小的过渡层，以解决支撑体孔径和溶胶粒径不匹配的问题。通过溶胶凝胶法制备完整无缺陷陶瓷纳滤膜的过程中，通常需要解决以下两个关键问题：一方面是如何控制膜层的孔结构使其在纳滤尺度，另一方面是如何保证膜层的完整性。由于受到这些关键问题的限制，目前陶瓷纳滤膜还处于研究开发阶段，国际上仅有少数的几家公司在尝试提供商品化的陶瓷纳滤膜产品。