[发明专利]一种陶瓷超滤膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种陶瓷超滤膜的制备方法，属于过滤技术领域。本发明通过锆英砂、柠檬酸、醋酸等原料混合球磨，使锆英砂中的重金属离子被柠檬酸络合形成柠檬酸盐，通过纳米纤维海绵中长纤维形成具有均匀孔隙，孔径分布较窄的陶瓷超滤膜；本发明中烧结过程中第一次升温后温度为400～450℃，这时液相为硅溶胶，非晶态二氧化硅具有很高的活性，在温度继续升高后随着饱和蒸汽压的变化，可以调节不均匀的孔隙，提高了陶瓷超滤膜的力学强度和致密度，在表面形成高活性的非晶态SiO₂氧化层，在纳米纤维海绵和桃胶热解产生的氧负离子作用下，形成更多亲水的硅羟基，联通的长孔和亲水的硅羟基协同作用提高了陶瓷超滤膜的通量，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明公开了一种陶瓷超滤膜的制备方法，属于过滤技术领域。

背景技术

陶瓷超滤膜技术的出现顺应了时代的发展需求，它属于一种无机分离膜，目前占这个领域的80%，销售量也遥遥领先，可见其地位的重要性，陶瓷超滤膜能够对物质进行精密过滤分离，所以受到了人们的青睐，目前随着膜技术的不断提升，精密分离膜的研制已经成为了一个独立的发展趋势。所以，陶瓷超滤膜技术在物质分离中的应用趋势仍然在不断的提升中。

陶瓷超滤膜的最大特点就是孔径极微小，能够过滤截留极为微小的有机物，它能够在常温的情况下进行分离，运用的能耗较低，水的利用率高。在乳酸工艺纯化工程中，陶瓷超滤膜设备的优势就更加的突出，它的抗污染性能较强，渗透液品质优良，可以替代沉淀工序，这就使乳酸提纯工艺更加的便捷化，提升了生产效率。由于乳酸的应用较为广泛，所以在不同的领域对乳酸的纯度也有着不同的要求，在提纯工艺上的选择，一定要采用合理的方式，能够降低乳酸的生产成本，提升生产率的同时，保证生产的质量。在陶瓷超滤膜的使用过程中一定要注意对其进行科学的保养，并进行定期的清洗，保证设备的正常运行，保证产品的质量，延长设备的使用寿命。

超滤膜特有的微孔可有效阻留细菌、大多数病毒、胶体以及淤泥，达到分离、分级、纯化、浓缩的目的。如今在工业及生活领域已获得广泛应用，用于分离、浓缩、纯化生物制品。

目前陶瓷超滤膜大多用粒子烧结法制备基膜，并用溶胶-凝胶法制备反应层，在制备陶瓷超滤膜过程中都要使用多孔的支撑体作为载体，而载体的形状都是统一固定的，不能随着实际生产需要随意改变，复杂的结构形状也无法成型，从而限制了陶瓷超滤膜的使用范围。专利公开一种氧化锆陶瓷超滤膜的制备方法，本发明通过化学共沉淀法制备草酸锆溶胶，采用低温煅烧方法制备得到易分散的氧化锆粉体，然后进行研磨分散，随后加入成膜助剂、干燥控制剂、消泡剂制得涂膜液，将该涂膜液涂于多孔陶瓷膜支撑体上，经过干燥、烧结得到氧化锆陶瓷超滤膜膜层，降低了能耗，提高了超滤膜的性价比。专利公开一种非对称结构陶瓷超滤膜及其制备方法，本发明将一维纤维状材料分散于溶胶中，充分混合，加入分散剂、增稠剂、消泡剂配制成制膜液，在多孔支撑体上涂膜，经烘干后形成过渡层，在过渡层表面涂覆溶胶制膜液，将湿膜晾干、烘干，焙烧，自然降温即得非对称结构陶瓷超滤膜，该陶瓷超滤膜具有水通量大大优点。专利公开一种陶瓷微滤膜的制备方法，本方法将纳米级氧化物分散于由分散剂、增稠剂、消泡剂和防腐剂混合水溶液中，均匀形成涂膜液，再添加模板剂，用所制得的涂膜液在多孔金属或者多孔陶瓷支撑体上涂膜，并在湿膜晾干、烘干后，处理脱除聚合物模板剂，最后进行焙烧成型，得到陶瓷微滤分离膜。

上述专利都是陶瓷超滤膜的制备方法，采用了不同的配方和制备方法，制得了性能优异的陶瓷超滤膜，但都使用了多孔支撑体作为膜的载体，从而制备的超滤膜具有形状单一、成型周期长、超滤膜成型方法落后的缺陷，不利于陶瓷超滤膜在实际生产过程中的需要。还存在的孔径控制困难，膜孔径分布较宽，以及膜的通量较低的缺陷。

因此，发明一种孔径可控且膜通量高的陶瓷超滤膜对过滤技术领域是很有必要的。

发明内容

本发明主要解决的技术问题，针对陶瓷超滤膜膜的孔径控制困难，膜孔径分布较宽，以及膜的通量较低的缺陷，提供了一种陶瓷超滤膜的制备方法。