本发明专利技术涉及银掺杂的金属陶瓷复合膜及其制备方法，通过在陶瓷膜材料之中掺杂适量的银，制备得到具有金属-陶瓷复合结构的分离膜材料。通过利用纳米或者亚微米态的贵金属银的特性，这种新型结构的复合膜材料相对于传统的陶瓷膜材料具有更高的韧性和强度；同时具有更好的抗菌性和抗污染性，如果是TiO2基质，具有更强的光催化性和自清洁性能；同时，银相对其他贵金属来说价格低廉，基于银掺杂的金属-陶瓷复合膜材料还具有成本低廉的特点。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及银掺杂的金属陶瓷复合膜及其制备方法，通过在陶瓷膜材料之中掺杂适量的银，制备得到具有金属-陶瓷复合结构的分离膜材料。通过利用纳米或者亚微米态的贵金属银的特性，这种新型结构的复合膜材料相对于传统的陶瓷膜材料具有更高的韧性和强度；同时具有更好的抗菌性和抗污染性，如果是TiO2基质，具有更强的光催化性和自清洁性能；同时，银相对其他贵金属来说价格低廉，基于银掺杂的金属-陶瓷复合膜材料还具有成本低廉的特点。【专利说明】
本专利技术涉及，该陶瓷膜材料之中掺杂适量的纳米或者微米级的金属银，制备得到具有金属-陶瓷复合结构的分离膜材料。
技术介绍
膜分离法是无相变分离过程，具有节能、高效、操作简便、环境友好等特点，目前已在石油化工、生物医药和食品等领域的分离与纯化过程中得到广泛应用。随着膜
的不断拓展，对膜的性能提出了更高的要求，希望膜材料具有更好的完整性、更强的抗污染性以及抗菌性能。 陶瓷膜是目前常用的一种膜材料，相对于有机膜来说，陶瓷膜具有化学稳定性好、机械强度大、耐高温、分离效率高等优点。陶瓷膜的不足之处在于，热处理过程中，由于陶瓷材料本身刚性较大，弹性模量较高，在热收缩过程中容易造成开裂；由于陶瓷材料本身比较亲水，在工业化过程中膜层容易被污染，造成通量的衰减，即膜分离性能和渗透性能的下降。 中国专利CN103463998A中提出在溶胶制备过程中通过加入贵金属Pd代替有机添加剂，可以制备完整无缺陷的小孔径陶瓷膜。但是金属钯价格较高，使得金属陶瓷复合膜的制备成本难以降低，因此需要寻找更低成本的金属掺杂原料。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有抗菌性能、膜层结合力高、不易出现膜层开裂缺陷的陶瓷膜，是通过在陶瓷膜材料之中掺杂适量的纳米或者微米级的金属银，制备得到具有金属-陶瓷复合结构的分离膜材料。 技术方案: 根据本专利技术的一个方面，银掺杂的金属陶瓷复合膜，在复合膜的分离层中掺杂银，银的掺杂量是分离层基质重量I?20%。更优选的，是5%?15% ;最优选，10%。 所述的银的存在形式主要是金属单质银，同时也存在少量的氧化银；优选地，其中至少有80%是以单质银的形式存在；更优是90%以上；最优是100%。 优选地，所述的分离层基质的是由T1、Zr、Al、Mg构成的金属氧化物中的一种或者几种的混合物；在一些应用场合下，优选采用Ti02。 根据本专利技术的另一个方面，上述复合膜的制备方法，最优是采用固体颗粒烧结法。 基于银掺杂的金属陶瓷复合膜的制备方法，包括有如下步骤:配置制膜液、涂膜、干燥、烧结，所述的制膜液中包含有陶瓷颗粒粉体；在配置制膜液的过程中，在制膜液中添加可溶性的银盐、银单质中的一种或者几种的混合物。 优选地，所述的银盐是选自AgN03、AgClO4或Ag (NH3) 20H。 优选地，所述的银单质的粒径范围是纳米级或者亚微米级；更优选的，是5nm?300nmo 优选地，在制膜液中还包括加入分散剂、增稠剂中的一种或几种的混合物。其中，分散剂选择阳离子型分散剂，如聚乙烯亚胺、聚乙二醇、柠檬酸铵中的一种或者几种。增稠剂优选为甲基纤维素、聚乙烯醇、聚乙二醇或甘油中的一种或者几种的混合物。 优选地，所述的陶瓷颗粒粉体粒径范围为5?500nm，更优选是20?200nm。 优选地，所述的涂膜过程是采用浸浆法。 优选地，涂膜-干燥-烧结步骤可以重复一次，也可以多次重复。 优选地，干燥过程的参数是:恒温温度为20?100°C，恒湿湿度在相对湿度20?80%，保温时间为4?48h。 优选地，烧结过程可以选自如下两种:第I种、在空气气氛中烧结；第2种、先在空气气氛中烧结，再在氩气气氛中烧结。 优选地，对于上述的第I种，参数是:烧结温度300?800°C，保温时间是0.5?3h，升温及降温速度范围是0.25?5°C /min。 优选地，对于上述的第2种，参数是:在空气气氛中烧结温度300?500°C，保温时间是0.5?3h，在氩气气氛下烧结温度300?700°C，升温及降温速度控制范围0.25?50C /min，保温时间0.5?3h。 根据本专利技术的另一个方面，银作为掺杂剂在提高陶瓷膜抗菌性能中的应用。 根据本专利技术的另一个方面，银作为掺杂剂在提高非对称陶瓷膜的分离层与支撑层之间结合力中的应用。 根据本专利技术的另一个方面，银作为掺杂剂在提高氧化钛陶瓷膜吸光性能中的应用。 有益效果 这种复合膜材料相对于传统的陶瓷膜材料具有更高的韧性和强度，有效抑制了陶瓷膜在制备过程中和使用过程中出现的膜层开裂、卷曲等膜面缺陷的产生，还可以提高非对称膜的分离层与支撑层之间的结合强度；同时，由于银可以使陶瓷膜具有很好的抗菌性能和抗污染性能。同时，对于T12基质的膜材料，Ag掺杂可以缩小禁带宽度，拓宽T12的吸收波长，提高光催化性能，使其具有自清洁功能。 【专利附图】【附图说明】 图1-1是掺杂10%的Ag制备的T12材料在500°C烧结后的TEM照片。 图1-2是图1-1中的A区域的能谱扫描图片。 图1-3是图1-1中的B区域的放大图。 图2是空气气氛中烧结的Ag掺杂的T12材料的Ag 3d轨道XPS图谱的表征。 图3是实施例1中掺杂Ag的Ti02/Ti复合膜的电镜照片。 图4是对照例I中未掺杂Ag的Ti02/Ti复合膜的电镜照片。 图5是实施例1和对照例I中制备到的陶瓷膜的截留性能曲线，其中横坐标为相对分子量，单位为Da，纵坐标为截留率，单位是％。 图6-1是对照例I未掺杂Ag的Ti02/Ti复合膜的膜层临界载荷测试结果。 图6-2是实施例1掺杂Ag的Ti02/Ti复合膜的膜层临界载荷测试结果。 图7是实施例1和对照例I中，掺杂Ag和未掺杂Ag的Ti02/Ti复合膜的紫外_可见漫反射光谱测试。 图8是实施例1和对照例I中，掺杂Ag和未掺杂Ag的Ti02/Ti复合膜的光催化降解测试。 【具体实施方式】 下面通过【具体实施方式】结合附图对本专利技术作进一步详细说明。但本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限定本专利技术的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件(例如参考徐南平等著的《无机膜分离技术与应用》，化学工业出版社，2003)或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。 本文使用的近似语在整个说明书和权利要求书中可用于修饰任何数量表述，其可在不导致其相关的基本功能发生变化的条件下准许进行改变。因此，由诸如“约”的术语修饰的值并不局限于所指定的精确值。在至少一些情况下，近似语可与用于测量该值的仪器的精度相对应。除非上下文或语句中另有指出，否则范围界限可以进行组合和/或互换，并且这种范围被确定为且包括本文中所包括的所有子范围。除了在操作实施例中或其他地方中指明之外，说明书和权利要求书中所使用的所有表示成分的量、反应条件等等的数字或表达在所有情况下都应被理解为受到词语“约”的修饰。 在本专利技术的描述中，“几种”的含义是两种或两种以上，“多次”的含义是两次或者两次以上，除非另有明确具体的限定。 本专利技术通过利用软质金属、贵金属银本文档来自技高网...
【技术保护点】
银掺杂的金属陶瓷复合膜，其特征在于：在复合膜的分离层中掺杂银，银的掺杂量是分离层基质重量1～20%。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：范益群，林钰青，蔡媛媛，唐剑雄，徐南平，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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