一种用于制备分子筛膜的支撑体的修复方法技术

本发明专利技术涉及一种用于制备分子筛膜的支撑体的修复方法，具体是基于陶瓷支撑体表面缺陷的修复技术后，将其应用于分子筛膜的制备中，该方法将分子筛原粉分散到陶瓷浆料中，并均匀涂敷在支撑体表面，烘干后经低温烧结，可有效修复原支撑体表面的大孔缺陷。在保持原支撑体表面结构与性质的同时，引入的分子筛原粉能强化分子筛膜层与支撑体层之间的结合作用，将其用于分子筛膜的制备能有效提高分子筛膜的性能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种用于制备分子筛膜的支撑体的修复方法


[0001]本专利技术涉及陶瓷支撑体制备领域，具体涉及陶瓷支撑体表面缺陷的修复及修复后的支撑体在分子筛膜制备中的应用。

技术介绍

[0002]随着分子筛膜应用市场的逐渐成熟，市场对分子筛膜的需求量日益加大，对分子筛膜的性能尤其是通量水平提出了更高的要求。提高膜的通量能显著降低设备成本。研究显示支撑体的孔径对膜通量有着非常大的影响，平均孔径1.0um和2.0um的陶瓷支撑体，制备成膜后膜的水通量后者是前者的1.5倍。因此一定范围内支撑体孔径越大对膜通量越有利。然而，随着支撑体孔径增大，支撑体表面出现大孔缺陷的概率也随之增大，这对分子筛膜的制备是不利的。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种陶瓷支撑体表面缺陷的修复方法，在保持原支撑体表面结构与性质的同时，引入分子筛原粉强化分子筛膜层与支撑体层之间的结合作用，将其用于分子筛膜的制备有效提高分子筛膜的性能。
[0004]一种用于制备分子筛膜的支撑体的修复方法，包括如下步骤：
[0005]步骤1，制备出含有陶瓷颗粒和分子筛原粉的修复浆料；
[0006]步骤2，将修复浆料涂覆于带有表面缺陷的陶瓷支撑体的表面，烘干后烧结。
[0007]所述的陶瓷支撑体平均孔径范围在2
‑
5um，且表面含有10um以上的大孔。
[0008]所述的步骤1中，修复浆料中的陶瓷颗粒的固含量5
‑
20wt.％，分子筛原粉的重量是陶瓷颗粒重量的5
‑
15％。
[0009]陶瓷颗粒与陶瓷支撑体的材料相同。
[0010]所述的陶瓷颗粒的材料是氧化铝、氧化锆、氧化钛、高岭土、苏州土或者莫来石等无机粉体。
[0011]所述的分子筛原粉与分子筛膜的材料相同。
[0012]所述的分子筛原料的材料是NaA、NaY、ZSM或者T型分子筛。
[0013]所述的修复浆料的制备方法包括如下步骤：在水中加入陶瓷颗粒和分子筛原粉，再加入粘接剂和分散剂，搅拌均匀。
[0014]所述的修复浆料的制备方法包括如下步骤：在水中加入陶瓷颗粒、分子筛原料和油相，再加入粘接剂和分散剂，高速分散均匀后，通过旋流气浮获得泡沫相和水相；并调控泡沫相和水相中的固含量至5
‑
20wt.％，再分别加入粘接剂和分散剂；并且在步骤2中依次采用泡沫相以及水相在陶瓷支撑体的表面涂覆。
[0015]高速分散所形成的气泡直径范围80
‑
120um，所述的旋流气浮过程中旋流器的切向速度15
‑
25m/s，旋流器的直径0.2
‑
0.5m。
[0016]分散剂可以是聚丙烯酰胺、聚丙烯酸及其钠盐、羟甲基纤维素、聚乙烯醇等。
[0017]粘接剂可以是聚甲基丙烯酸甲酯或者聚乙烯醇缩丁醛中的至少一种。
[0018]步骤2中，烧结温度1200
‑
1400℃，烧结时间1
‑
6h。
[0019]分子筛膜的制备方法，包括如下步骤：在得到的支撑体的表面涂覆分子筛晶种悬浮液后，通过水热合成法制备分子筛膜；分子筛晶种悬浮液固含量3
‑
10％，水热合成温度100
‑
160℃，水热合成时间1
‑
20h。
[0020]上述的方法得到的分子筛膜在用于溶剂脱水中的用途。
[0021]有益效果
[0022]对于分子筛膜的制备来说，性能优良的支撑体能提高膜产品的性能和成品率。增大支撑体的平均孔径能有效提高分子筛膜的通量，但支撑体孔径增大的同时不可避免的会引入较多的大孔缺陷。本专利技术提供的修复方法能够有效修复支撑体表面的大孔缺陷，同时由于所使用的修复浆料与原支撑体材料相同，能够保持原支撑体的表面性质。另外加入分子筛原粉，由于分子筛原粉熔点较低，一方面能提高修复层与原支撑体间的烧结强度；另一方面烧结后的分子筛依然保持部分分子筛的性能，在分子筛膜制备时能提高膜层与支撑体之间的结合作用，从而提高膜的整体性能与合格率。通过将修复浆料进行旋流气浮处理，通过泡沫的夹带作用，将小粒径的颗粒由悬浮液上的气泡夹带至泡沫相中，实现了大小粒径的修复颗粒的分离，先将小颗粒涂覆于缺陷处时，可以更好地深入至塌陷区域，避免了大颗粒直接堆积时导致的堆积层底部“悬空”的问题，避免了烧结过程中由于紧缩导致的区域再次塌陷形成缺陷。
附图说明
[0023]图1，(a)区域为有缺陷的支撑体的SEM照片；(b)区域为实修复后的支撑体的SEM照片
[0024]图2，(a)区域为有缺陷的支撑体制备的分子筛膜的SEM照片；(b)区域为修复后的支撑体制备的分子筛膜的SEM照片
具体实施方式
[0025]本专利的方法适用于带有表面大孔缺陷的陶瓷支撑体，其总体的平均孔径范围在2
‑
5um范围内，但是通常还含有一些孔径在20um以上的大孔，导致了将其制备分子筛膜的过程中由于支撑体的表面缺陷导致了分子筛的晶体生长效果不好，将缺陷转移至了分子筛膜上，最终使得分子筛膜的选择分离性不能达到要求。
[0026]本方法中主要是通过利用分子筛原粉制备出修饰浆料，再将浆料涂覆于陶瓷支撑体的表面，使大孔缺陷被填充。这里所使用的分子筛晶体应该是与最终需要制备的分子筛膜的类型保持一致，例如可以采用的是NaA、NaY、ZSM、T型等分子筛。
[0027]在本专利的一个实施方式中，所采用的修饰浆料是通过将陶瓷颗粒粉体与分子筛原粉加入于溶剂中得到的；这里所使用的陶瓷颗粒可以与支撑体的材料相同，例如可以采用氧化铝、氧化锆、氧化钛、高岭土、苏州土、莫来石等无机粉体；浆料中的固含量可以是5
‑
20wt.％，并且分子筛原料在固形物中含量优选为5
‑
15wt.％；采用该配比时，如果浆料中全部是由陶瓷颗粒组成时，则不能在填充物中分散有分子筛晶体，使得最后进行分子筛膜的水热合成制备时，分子筛晶体不能较好地在有缺陷的位置生长，仍然会存在分子筛膜生成
效果不好的问题；而如果全部由分子筛原粉制备浆料时，会导致分子筛原粉与陶瓷支撑体之间由于烧结性的差异而导致在烧结过程中不能形成良好的相生成、进而影响到了孔的修复效果。修饰浆料中在加入了陶瓷颗粒粉体和分子筛原料后，还可以再加入分散剂或者粘接剂，这里所使用的分散剂可以是聚丙烯酰胺、聚丙烯酸及其钠盐、羟甲基纤维素、聚乙烯醇等；这里所使用的粘接剂可以是聚甲基丙烯酸甲酯或者聚乙烯醇缩丁醛中的至少一种。
[0028]另外，由于表面的大孔缺陷通常呈一个立体空间结构，陶瓷颗粒粉体与分子筛原粉如果不能有效将空间填充满时，在后续的烧结过程中，会由于陶瓷颗粒的收缩、塌陷等变化导致填充物继续发生向下部的空缺部位收缩而仍然导致膜的缺陷的存在；在本专利的另一个实施方式中，将陶瓷颗粒粉体与分子筛原粉加入于溶剂中后，再加入溶剂重量2
‑
5％的煤油，并高速搅拌形成泡沫，通过旋流气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于制备分子筛膜的支撑体的修复方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，制备出含有陶瓷颗粒和分子筛原粉的修复浆料；步骤2，将修复浆料涂覆于带有表面缺陷的陶瓷支撑体的表面，烘干后烧结。2.根据权利要求1所述的用于制备分子筛膜的支撑体的修复方法，其特征在于，所述的陶瓷支撑体平均孔径范围在2
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5um，且表面含有10um以上的大孔；所述的步骤1中，修复浆料中的陶瓷颗粒的固含量5
‑
20wt.％，分子筛原粉的重量是陶瓷颗粒重量的5
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15％。3.根据权利要求1所述的用于制备分子筛膜的支撑体的修复方法，其特征在于，陶瓷颗粒与陶瓷支撑体的材料相同；所述的陶瓷颗粒的材料是氧化铝、氧化锆、氧化钛、高岭土、苏州土或者莫来石等无机粉体。4.根据权利要求1所述的用于制备分子筛膜的支撑体的修复方法，其特征在于，所述的分子筛原粉与分子筛膜的材料相同。5.根据权利要求1所述的用于制备分子筛膜的支撑体的修复方法，其特征在于，所述的分子筛原料的材料是NaA、NaY、ZSM或者T型分子筛。6.根据权利要求1所述的用于制备分子筛膜的支撑体的修复方法，其特征在于，所述的修复浆料的制备方法包括如下步骤：在水中加入陶瓷颗粒和分子筛原粉，再加入粘接剂和分散剂，搅拌均匀。7.根据权利要求1所述的用于制备分子筛膜的支撑体的修复方法，其特征在于，所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱月馨，杨占照，纪祖焕，丁宏权，庆天，
申请(专利权)人：江苏九天高科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：