[发明专利]一种微滤膜及其制备方法、应用

说明书

本发明提供一种微滤膜及其制备方法、应用，属于膜分离技术领域。其中，微滤膜的制备方法包括：对预设的多种金属粉末进行混合并压制成型，以得到压坯，对压坯进行多阶段烧结处理，并控制烧结升温速率处于预设的烧结升温速率范围内，得到微米级多孔支撑体，并在微米级多孔支撑体上构筑纳米级三维网状结构，以得到微滤膜。本发明通过控制烧结过程可以获得微米级多孔支撑体，通过化学气相沉积、控制氧化、以及化学反应可实现在微米级多孔支撑体上构筑纳米级三维网状结构，形成微米/纳米双孔径的微滤膜，以实现对不同粒径的待过滤粒子进行处理，且耐高温、耐酸碱腐蚀，并具有很高的过滤效果以及较长的使用寿命，可适用于常温或高温条件下。

技术领域

本发明属于膜分离技术领域，具体涉及一种微滤膜、一种微滤膜的制备方法以及一种微滤膜的应用。

背景技术

微滤技术是以压力差为推动力，以多孔材料为分离介质进行料液各组分分离的过程，微滤工艺不但可以去除水中大部分悬浮物、胶体、病毒、细菌等物质，而且可以有效去除高温烟气中各种粒径的杂质粒子。由于微滤膜分离技术具有操作压力低、无毒副产物，已经被广泛应用于工业废水、市政污水及能源电力行业。微滤技术作为解决水资源、环境、能源等领域重大问题的关键共性技术。

目前，工业化应用的微滤膜材料包括以下三类：高分子多孔材料、陶瓷多孔材料以及金属多孔材料，然而此三类传统多孔材料存在诸多缺陷：如高分子多孔材料存在抗高温高压性能差、不耐酸碱腐蚀、不耐有机溶剂等问题；陶瓷多孔材料存在严重的脆性以及难以焊接的问题；金属多孔材料存在抗高温氧化性差与抗酸碱腐蚀性能差的问题，极大地限制了此三类多孔材料的广泛应用。例如，一些企业均采用不易降解、摩擦系数低、耐腐蚀性强、耐辐照性能好、疏水性强的中空聚偏氟乙烯(PVDF)制备高分子微滤膜，然而此类微滤膜玻璃化温度低，寿命短，回收再利用困难等问题。针对上述问题，当前微滤膜的研究仍然是基于对现有材料进行表面改性处理，从而提高多孔材料强度、抗污染、以及抗酸碱腐蚀等性能，然而收效甚微。

另外，微滤膜作为一种新型分离技术，还存在过滤精度不足的问题，难以有效截留一些分子量较小，直径远小于膜孔的污染物，在污水处理过程中，通常还需要采用混凝加微滤的处理工艺或者通过往水中添加活性炭来吸附小分子污染物，再通过微滤膜处理将活性炭过滤除去。虽然可以有效去除小分子污染物，但过程较繁琐，分步处理费时费力，而且容易造成颗粒活性炭在膜表面堆积，造成微滤膜污染从而缩短微滤膜的使用寿命。以及，现有技术中的微滤系统有的采用树枝状纤维膜丝替代线状纤维的方式来提高微滤膜的过滤精度，用于去除茶与饮料中的悬浮物和果胶，获得了良好的过滤效果。但是此类膜材料存在玻璃化温度低，抗化学污染性差等问题，极易造成微滤膜的破损，细菌、病毒等污染物就会通过破损的膜面导致出水水质下降，严重危害人类的身体健康。此外，微滤膜还存在高温抗氧化、抗腐蚀性能差的缺陷，难以在高温腐蚀等恶劣工况下长时间服役。目前此类应用多采用陶瓷微滤膜，然而陶瓷微滤膜存在严重的脆性，导致其工业事故频频发生。

因此，针对上述问题，很有必要提出一种新的微滤膜及其制备方法，以有效控制微滤膜的孔径大小，并提高微滤膜的过滤精度，还同时满足高温腐蚀等恶劣工况使用的条件。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种微滤膜、一种微滤膜的制备方法以及一种微滤膜的应用。

本发明的一方面，提供一种微滤膜的制备方法，具体步骤包括：

对预设的多种金属粉末进行混合并压制成型，以得到压坯；

对所述压坯进行多阶段烧结处理，并控制烧结升温速率处于预设的烧结升温速率范围内，得到微米级多孔支撑体，并在所述微米级多孔支撑体上构筑纳米级三维网状结构，以得到所述微滤膜。

可选的，所述对所述压坯进行多阶段烧结处理，并控制烧结升温速率处于预设的烧结升温速率范围内，得到微米级多孔支撑体，包括：