[发明专利]改性粉煤灰支撑体和粉煤灰支撑体的改性方法以及粉煤灰陶瓷膜及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及陶瓷膜技术领域，公开了改性粉煤灰支撑体和粉煤灰支撑体的改性方法以及粉煤灰陶瓷膜及其制备方法和应用，粉煤灰支撑体的改性方法包括：将粉煤灰支撑体与含有多糖基质和/或其衍生物溶液进行第一接触，以在粉煤灰支撑体表面形成多糖基质和/或其衍生物层，得到改性粉煤灰支撑体，其中，用于制备粉煤灰支撑体的组合物包括第一粉煤灰、第一有机成型剂和第一增塑剂，所述粉煤灰中组分M，所述组分M选自TiOsubgt;2/subgt;、CaO和MgO中的至少一种，采用本发明提供的改性粉煤灰支撑体制备得到的粉煤灰陶瓷膜的表面不产生裂纹和针孔问题，而且解决了膜层颗粒渗透进入支撑体的堵孔问题，从而使得粉煤灰陶瓷膜具有较高的气孔率、抗弯强度、纯水通量和耐酸碱性。

技术领域

本发明涉及陶瓷膜技术领域，具体涉及一种改性粉煤灰支撑体和粉煤灰支撑体的改性方法以及粉煤灰陶瓷膜及其制备方法和应用。

背景技术

粉煤灰是一种储量丰富、廉价易得的工业废物，主要成分为二氧化硅和氧化铝，二者含量达到70％以上，与传统陶瓷的原料中粘土成分相近。此外，粉煤灰本身还具有大量的微孔和较高的比表面积。利用这种工业废物不仅能够减少环境污染，还可以开发生产高附加值的低成本陶瓷。

CN106669440A公开了一种陶瓷膜的修饰改性方法，其包括以下步骤：步骤一，将陶瓷膜进行表面处理，得到新鲜的陶瓷膜；步骤二，将硅烷类化合物通过浸渍法或沉积法涂敷到陶瓷膜的表面；步骤三，将步骤二中涂敷后的陶瓷膜于保护气氛下进行热处理，自然降温后得到经修饰的改性陶瓷膜，该方法是对陶瓷膜进行直接改性，并且在改性过程中，需要在保护气氛下进行热处理，工艺较为复杂。

CN107177226A公开了一种平板陶瓷膜表面改性剂，该改性剂包括辛基硅烷水解溶液、纳米二氧化钛分散液和抗静电剂，采用该表面改性剂，解决了平板陶瓷膜再生清洗困难的问题。

因此，即使目前已有众多方法对粉煤灰陶瓷膜进行改性，但是，现有方法存在制得的粉煤灰陶瓷膜表面易于产生裂纹和针孔的问题，而且膜层颗粒渗透进入支撑体的堵孔问题难于解决，从而显著影响陶瓷膜的性能。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的粉煤灰陶瓷膜表面易于产生裂纹和针孔的问题，提供一种改性粉煤灰支撑体和粉煤灰支撑体的改性方法以及粉煤灰陶瓷膜及其制备方法和应用，采用本发明提供的改性粉煤灰支撑体制备得到的粉煤灰陶瓷膜的表面不产生裂纹和针孔，而且解决了膜层颗粒渗透进入支撑体的堵孔问题，从而使得制备的陶瓷膜具有较高的气孔率、抗弯强度、纯水通量和耐酸碱性。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种粉煤灰支撑体表面改性的方法，该方法包括：将粉煤灰支撑体与含有多糖基质和/或其衍生物溶液进行第一接触，以在粉煤灰支撑体表面形成多糖基质和/或其衍生物层，得到改性粉煤灰支撑体；

其中，所述粉煤灰支撑体制备方法包括：将用于制备粉煤灰支撑体的组合物与水混合、成型，然后进行焙烧；

其中，所述用于制备粉煤灰支撑体的组合物包括第一粉煤灰、第一有机成型剂和第一增塑剂，以用于制备粉煤灰支撑体的组合物的总重量为基准，第一粉煤灰的含量为85-97重量％，第一有机成型剂的含量为0.9-7重量％，第一增塑剂的含量为1.6-9重量％；

其中，所述第一粉煤灰中含有组分M，所述组分M选自TiO₂、CaO和MgO中的至少一种，且以粉煤灰的总重量为基准，组分M的含量为1-8重量％。

本发明第二方面提供一种上述所述方法制备得到的改性粉煤灰支撑体。

本发明第三方面提供一种粉煤灰陶瓷膜的制备方法，该方法包括以下步骤：将上述所述改性粉煤灰支撑体与粉煤灰涂膜液进行第二接触后并进行烧结，以在改性粉煤灰支撑体上形成粉煤灰层，得到粉煤灰陶瓷膜。