一种导电陶瓷膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于污水处理技术领域，具体涉及一种导电陶瓷膜及其制备方法和应用。本发明专利技术提供了一种导电陶瓷膜，包括依次层叠设置的基体和导电膜层；所述导电膜层的材料包括锑掺杂二氧化锡、氧化铜和氧化锌。本发明专利技术以锑掺杂二氧化锡作为导电填料，通过添加氧化铜和氧化锌，能够进一步抑制锑掺杂二氧化锡导电层颗粒的团聚，进一步提高导电陶瓷膜的导电性能和耐腐蚀性能。性能。性能。

【技术实现步骤摘要】
一种导电陶瓷膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于污水处理
，具体涉及一种导电陶瓷膜及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]乳化废液是一种来源广泛、浓度高且危害大的一类多相体系溶液。其水质成分复杂、含油量大以及COD浓度高，对生态环境和人体健康存在着较大隐患。生化法由于其处理量大、耐负荷强和运行成本低等优点是作为工业废水处理工艺的首选。然而，乳化废液由于体系稳定，溶解态的乳化油含量较高，可生化性极差，生化处理前须经过预处理手段对乳化液进行破乳和除油。
[0003]在传统技术中，通常采用无机膜分离技术处理乳化废液等含油废水。但是，随着膜应用周期的延长，膜污染引起的通量下降、成本升高以及膜运行寿命周期大幅缩短的问题严重制约着膜分离技术的推广应用。为解决膜污染的问题，基于膜材料表面润湿性、荷电性的改性以及膜技术与电化学、臭氧氧化、光催化的偶联工艺研究越来越深入。这其中，电化学提供的电场在辅助膜分离技术上具有抗污效果好、污染物处理能力强的优点，呈现出快速发展的趋势。
[0004]目前常采用不锈钢板和传统陶瓷膜结合制备得到导电陶瓷膜，但是上述得到的导电陶瓷膜的导电性能和耐腐蚀性能较差。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种导电陶瓷膜，本专利技术提供的导电陶瓷膜具备优异的导电性和耐腐蚀性。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种导电陶瓷膜，包括依次层叠设置的基体和导电膜层；
[0008]所述导电膜的材料包括锑掺杂二氧化锡、氧化铜和氧化锌。
[0009]优选的，所述锑掺杂二氧化锡、氧化铜和氧化锌的质量比为(50～60)：1：(1～1.3)。
[0010]优选的，所述基体和导电膜层之间还包括中间过渡层；
[0011]所述中间过渡层的材料包括第一锑掺杂二氧化锡和氧化锆。
[0012]优选的，所述第一锑掺杂二氧化锡和氧化锆的质量比为4～6：1。
[0013]本专利技术还提供了上述技术方案所述的导电陶瓷膜的制备方法，包括以下步骤：
[0014]将锡盐、锑盐、氧化锌、氧化铜和极性有机溶剂混合，得到前驱体浆料；
[0015]在基体表面涂覆所述前驱体浆料后，煅烧，得到所述导电陶瓷膜。
[0016]优选的，所述锡盐和锑盐的摩尔比为8.5～10：1；
[0017]所述氧化锌的质量为所述锡盐和锑盐总质量的1.5％～3％；
[0018]所述氧化铜和氧化锌的质量比为1：1～1.3；
[0019]所述前驱体浆料中锡盐的摩尔浓度为0.2～0.5mol/L。
[0020]优选的，所述煅烧包括依次进行的一级煅烧、二级煅烧和三级煅烧；
[0021]所述一级煅烧的温度为50～250℃，保温时间为20～40min；
[0022]所述二级煅烧的温度为250～500℃，保温时间为50～70min；
[0023]所述三级煅烧的温度为500～800℃，保温时间为100～130min。
[0024]优选的，将所述前驱体浆料在基体表面进行涂覆前，还包括在所述基体表面制备中间过渡层；
[0025]所述中间过渡层的制备方法包括以下步骤：
[0026]将第一锡盐、第一锑盐、氧化锆和第一极性有机溶剂进行混合，得到混合浆料；
[0027]在基体表面涂覆所述混合浆料后，经高温处理，得到所述中间过渡层。
[0028]优选的，所述第一锡盐和第一锑盐的摩尔比为8.5～10：1；
[0029]所述氧化锆的质量为所述第一锡盐和第一锑盐总质量的15％～25％；
[0030]所述混合浆料中第一锡盐的摩尔浓度为0.2～0.5mol/L；
[0031]所述高温处理的温度为650～800℃，保温时间为110～130min。
[0032]本专利技术还提供了上述技术方案所述的导电陶瓷膜或上述技术方案所述的制备方法制备得到的导电陶瓷膜在污水处理中的应用。
[0033]本专利技术提供了一种导电陶瓷膜，包括依次层叠设置的基体和导电膜层；所述导电膜层的材料包括锑掺杂二氧化锡、氧化铜和氧化锌。本专利技术以锑掺杂二氧化锡作为导电填料，通过添加氧化铜和氧化锌，能够进一步抑制掺杂二氧化锡导电填料的团聚，进一步提高导电陶瓷膜的导电性能和耐腐蚀性能。
附图说明
[0034]图1为实施例1中Al2O3基平板陶瓷膜的SEM图；
[0035]图2为实施例1得到的导电陶瓷膜的SEM图；
[0036]图3为实施例2中SiC基平板陶瓷膜的膜孔径测试结果；
[0037]图4为实施例2得到的导电陶瓷膜的膜孔径测试结果；
[0038]图5为实施例1和2得到的导电陶瓷膜线性伏安曲线测试结果；
[0039]图6为实施例1和2得到的导电陶瓷膜Tafel极化曲线测试结果。
具体实施方式
[0040]本专利技术提供了一种导电陶瓷膜，包括依次层叠设置的基体和导电膜层；
[0041]所述导电膜层的材料包括锑掺杂二氧化锡、氧化铜和氧化锌。
[0042]在本专利技术中，所述锑掺杂二氧化锡中锡元素和锑元素的摩尔比优选8.5～10：1，进一步优选为8.8～9.8：1，更优选为9.0～9.5：1。
[0043]在本专利技术中，所述氧化铜的粒径优选为10～30nm，进一步优选为12～28nm，更优选为15～25nm。在本专利技术中，所述氧化锌的粒径优选为10～30nm，进一步优选为12～28nm，更优选为15～25nm。在本专利技术中，所述锑掺杂二氧化锡、氧化铜和氧化锌的质量比优选为(50～60)：1：(1～1.3)，进一步优选为(52～58)：1：(1.1～1.2)，更优选为(53～55)：1：(1.1～1.2)。
[0044]在本专利技术中，所述基体优选为多孔平板陶瓷膜，进一步优选为Al2O3基平板陶瓷膜、
SiC基平板陶瓷膜或ZrO2基平板陶瓷膜。在本专利技术中，所述基体的孔径优选为1.5～2μm，进一步优选为1.6～1.9μm，更优选为1.7～1.8μm。
[0045]在本专利技术中，所述基体和导电膜层之间还优选包括中间过渡层。在本专利技术中，所述中间过渡层的材料优选包括第一锑掺杂二氧化锡和氧化锆。
[0046]在本专利技术中，对所述第一锑掺杂二氧化锡的限定优选和所述导电膜层中对所述锑掺杂二氧化锡的限定相同，在此不再进行赘述。在本专利技术中，所述氧化锆的粒径优选为10～30nm，进一步优选为12～28nm，更优选为15～25nm。在本专利技术中，所述第一锑掺杂二氧化锡和氧化锆的质量比优选为4～6：1，进一步优选为5：1。
[0047]在本专利技术中，所述导电膜层的厚度优选为100～500nm，进一步优选为150～450nm，更优选为200～400nm；膜面积优选为0.01～1m2，进一步优选为0.05～0.9m2，更优选为0.1～0.8m2。
[0048]在本专利技术中，所述导电陶瓷膜的孔径优选为0.1～1.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种导电陶瓷膜，其特征在于，包括依次层叠设置的基体和导电膜层；所述导电膜层的材料包括锑掺杂二氧化锡、氧化铜和氧化锌。2.根据权利要求1所述的导电陶瓷膜，其特征在于，所述锑掺杂二氧化锡、氧化铜和氧化锌的质量比为(50～60)：1：(1～1.3)。3.根据权利要求1所述的导电陶瓷膜，其特征在于，所述基体和导电膜层之间还包括中间过渡层；所述中间过渡层的材料包括第一锑掺杂二氧化锡和氧化锆。4.根据权利要求3所述的导电陶瓷膜，其特征在于，所述第一锑掺杂二氧化锡和氧化锆的质量比为4～6：1。5.权利要求1或2所述的导电陶瓷膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将锡盐、锑盐、氧化锌、氧化铜和极性有机溶剂混合，得到前驱体浆料；在基体表面涂覆所述前驱体浆料后，煅烧，得到所述导电陶瓷膜。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述锡盐和锑盐的摩尔比为8.5～10：1；所述氧化锌的质量为所述锡盐和锑盐总质量的1.5％～3％；所述氧化铜和氧化锌的质量比为1：1～1.3；所述前驱体浆料中锡盐的摩尔浓度为0.2～0.5mol/L。7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐佳伟，张春晖，全炳旭，王新玲，程开鹏，赵桂峰，唐元晖，霍倩倩，秦兆伟，
申请(专利权)人：生态环境部南京环境科学研究所，
类型：发明
国别省市：