[发明专利]一种荷负电耐污染陶瓷膜的制备方法

说明书

一种荷负电耐污染陶瓷膜的制备方法，它涉及陶瓷膜制备技术领域，本发明要解决陶瓷膜制备中荷负电添加剂分散性差，陶瓷膜性能不佳的问题。所述方法：超高分散性电纳米添加剂的制备；陶瓷粉料共混及陶瓷膜烧结。本发明的荷负电耐污染陶瓷膜在饮用水净化及污水处理中展现出优异性能。本发明的陶瓷膜呈现明显电负性与臭氧催化性能，展现出优异耐污染性能；电负性纳米添加剂在陶瓷骨料中分散均匀不团聚；陶瓷膜材料透水性优异；对浊度去除率达99.9％以上，藻类去除率达100％；溶解性有机碳(DOC)去除率为85％以上；总有机碳去除率为85％以上；COD_Mn去除率为85％以上，耐污染性能优异，通量恢复率可达95％以上，清洗周期长。

技术领域

本发明涉及陶瓷膜制备技术领域，具体涉及一种荷负电耐污染陶瓷膜的制备方法。

背景技术

随着我国经济快速发展与居民生活质量不断提高，居民对水质要求日益增加。传统絮凝-沉降-过滤工艺难以保障居民饮用水安全。近年来，以膜分离技术与高级氧化技术为代表的水深度处理技术逐渐受到关注。然而，目前高分子膜材料为市场主导，在高级氧化过程中会发生材料老化，导致膜性能产生较大损失，使用寿命下降，运行成本升高。

近年来，以陶瓷为基材的分离膜材料在水深度处理过程中备受关注。一方面，陶瓷膜材料具有优异的耐氧化特性，可以在高浓度高锰酸钾、臭氧条件下使用；另一方面，陶瓷膜材料经过修饰后容易带负电荷，并呈现出优异的催化性能。然而，现有负载技术主要为直接掺杂，导致添加剂容易团聚，且结合性不好，容易发生活性物质流失。此外，添加剂的团聚容易造成陶瓷膜通量下降，存在对有机物的去除效果不佳等缺点。因此，高性能陶瓷膜的制备仍然是一个挑战。荷负电纳米添加剂在改性陶瓷纳滤膜中受到了专家学者们越来越多的关注，但是目前其容易团聚程为规模化制备性能稳定陶瓷膜一个重要难点。

因此，目前非常迫切需要提供了一种能够克服现有技术中所存在的上述技术问题的荷负电的耐污染陶瓷膜。

发明内容

本发明的目的是为了解决陶瓷膜制备中荷负电添加剂分散性差，陶瓷膜性能不佳的问题。而提供一种荷负电耐污染陶瓷膜的制备方法。

本发明的一种荷负电耐污染陶瓷膜的制备方法，所述方法包括如下步骤：

(1)高分散性电纳米添加剂的制备：

将多巴胺与荷负电纳米添加剂混合后，搅拌均匀后，加入胺类物质，再次搅拌均匀后，加入硅烷偶联剂、pH＝8.5的Tris-HCl缓冲溶液和醇溶液，搅拌1～24h后，经过过滤，100℃真空烘干24h后即得到纳米改性超分散纳米添加剂；

(2)陶瓷膜烧结：将陶瓷粉体、步骤(1)纳米改性超分散纳米添加剂、致孔剂、粘结剂和水共混，制得陶瓷膜共混料；对陶瓷膜共混料进行混炼处理并静置，得到混合泥料；将所述泥料进行梯度升温烧结，制得所述陶瓷膜；

其中，制备纳米改性超分散纳米添加剂中，按照重量份数计，多巴胺的添加量为1～3份，荷负电纳米添加剂的添加量为1～3份，胺类的添加量为1～3份，硅烷偶联剂的添加量为1～5份，Tris-HCl缓冲溶液添加量为90～98份，醇溶液的添加量为5～10份；

所述的陶瓷膜烧结中，按照重量份数计，陶瓷粉体的添加量为20～60份，步骤(1)纳米改性超分散纳米添加剂的添加量为10～50份，致孔剂的添加量为10～20份，粘结剂的添加量为5～20份，水的添加量为5～10份。

进一步地，所述的荷负电的纳米添加剂为电气石、改性电气石、氧化石墨烯、氮化硼、Mxene材料中的一种或几种。

进一步地，所述的醇溶液为乙醇或甲醇。

进一步地，所述的醇溶液为体积百分含量为95％的乙醇或甲醇。

进一步地，所述的胺类物质为乙二胺、聚乙烯亚胺、己二胺或聚醚胺。