[发明专利]一种碱激发材料制备自支撑水处理膜的方法

说明书

一种碱激发材料制备自支撑水处理膜的方法，包括以下步骤：（1）制备碱激发剂溶液；（2）制备碱激发活性粉体；（3）将碱激发活性粉体装入搅拌器，加入水和碱激发剂溶液搅拌，搅拌结束后，浆体注入模具，再放上振动台进行振动，制得试块；（4）将试块放入蒸养箱中带模蒸养后脱模，再放入标养箱中标准养护后取出用清水洗涤试块表面干燥备用；（5）将制备完成的试块放入四氟乙烯反应釜中，加入NaOH溶液浸没整个试块，放入烘箱中；反应完成后，取出试块用清水洗涤，干燥完成。本发明提高了膜材料的强度，减弱界面分层现象，稳定可靠。

技术领域

本发明涉及水处理膜技术领域，特别是涉及一种碱激发材料制备自支撑水处理膜的方法。

背景技术

我国是世界上用水量最多的国家，但人均水资源仅为世界平均水平的1/4。随着城市化和工业化进程的不断推进，水污染问题越来越严重。水污染问题不但破坏了生态系统，还影响了人类的生活质量甚至威胁到人类的生命健康。合理利用水资源，科学净化水资源是解决此类问题的最有效途径。膜分离水处理技术是目前最先进且应用最为广泛的水处理技术。

膜材料是污水、废水处理的关键性材料。当前常用膜材料为有机膜、无机陶瓷膜和沸石分子筛膜。有机膜存在稳定性差、机械强度低等缺点；陶瓷膜虽有耐高温、稳定性好、强度高的优势，但仍有微观结构难调控、品质不稳定、难回收再利用等问题；沸石分子筛膜是在Al₂O₃等无机多孔载体上预涂沸石晶种，再提供原料使沸石在支撑体上生长，其存在工艺流程较复杂，支撑体与沸石晶体的界面稳定性差，成本高的问题。

碱激发胶凝材料是一种新型绿色胶凝材料，具有以[SiO₄] 、[AlO₄]四面体通过顶角氧原子连接形成的无定形三维网状结构，兼具矿物和高分子材料的特性。其化学组成和内部结构都与沸石相似，在一定条件下可以转化成沸石。因此可以利用碱激发材料为前驱体，以水热合成法使其直接转化为沸石分子筛，形成稳定的膜材料膜。例如专利CN102583428A公开了一种以凝胶转化法制备碱激发材料转化NaA沸石分子筛的方法，能够通过渗透汽化脱离海水中的盐分；

例如专利CN103303940A公开了一种以偏高岭土为原料制备碱激发材料转化八面沸石分子筛的方法，能够通过渗透汽化分离醇水体系；

例如专利CN111001307A公开了一种以碱激发材料为多孔无机膜载体的复合膜材料，能够处理有机废水，但复合膜材料存在界面结合力差的问题。

在上述的已有公开的专利中，均是以Si、Al元素纯度较高的偏高岭土或以化学方式合成的硅铝酸盐粉体为原料制备碱激发材料，其优点是通透性和分离能力较强，但自支撑膜的强度较低且利用化学试剂来制备原料成本较高，无法大规模应用于工业生产。

综上述所，针对当前碱激发材料制备无机水处理膜材料存在的问题或不足，需开发一种新的材料体系和制备方式。

发明内容

本发明针对以上问题，提供了一种方便加工，提高强度的碱激发材料制备自支撑水处理膜的方法。

本发明的技术方案为：包括以下步骤：

（1）制备碱激发剂溶液

将固体分析纯NaOH颗粒添加到钠水玻璃溶液中；或将固体KOH添加到钾水玻璃溶液中；搅拌，陈放12-24小时，得到组成均匀的碱激发剂溶液；

（2）制备碱激发活性粉体

将偏高岭土与矿渣混合，其中，矿渣掺量为偏高岭土质量的5%~20%，混合均匀后，得到碱激发活性粉体；

（3）将碱激发活性粉体装入搅拌器，加入水和碱激发剂溶液搅拌，其中，碱激发剂溶液中固体与碱激发活性粉体质量比为35%~45%，水灰比为0.4~0.5；

搅拌结束后，浆体注入模具，再放上振动台进行振动，制得试块；