一种低温烧结抗污染陶瓷膜的制备方法技术

一种低温烧结抗污染陶瓷膜的制备方法，本发明专利技术是为了解决现有陶瓷膜烧结温度较高，抗污染能力有待提高的问题。制备方法：一、制备复合低温烧结助剂；二、制备陶瓷膜基膜；三、将沸石颗粒、氧化铝粉体和二氧化硅粉体加入到球磨机中，加入NaCl溶液球磨处理，得到抗污染粉体；四、将水、抗污染粉体、复合低温烧结助剂、分散剂、浆料流变剂、消泡剂混合均匀，制得中间层浆料，将中间层浆料喷涂至陶瓷膜基膜上；五、将偏高岭土、抗污染粉体、发泡剂、硅溶胶和碱激发溶液混合，制备无机聚合物料浆；六、无机聚合物料浆涂覆在抗污染陶瓷膜上进行热处理。本发明专利技术优化了低温粘结剂，降低了烧制温度，在基膜上复合无机聚合物层，改善分离层的过滤效果。改善分离层的过滤效果。改善分离层的过滤效果。

【技术实现步骤摘要】
一种低温烧结抗污染陶瓷膜的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种用于废水处理的陶瓷膜的制备方法。

技术介绍

[0002]膜分离技术在保有传统水处理技术优点的情况下，还可以实现不同组分的分离、浓缩、纯化，并且还具备分离效果好、分离过程灵活多变、操作简单、设备紧凑等特点。陶瓷膜拥有诸多优异的特点如化学性能好、可重复利用、抗生物效能好、使用寿命长、机械强度高等，因此陶瓷膜常活跃在含油废水的处理、纺织废水的治理、化工废水的提炼、生活污水的净化等领域。但在实际应用生产的过程中，陶瓷膜因其造价成本问题而限制了其的大规模广泛应用，并且所有膜产品都会遇到的因膜污染而造成使用寿命缩减而达不到预期目标。在具体应用中，由于浓差极化等现象而造成分离效率下降以及膜污染等情况不容忽视。经过特殊方法改性给予陶瓷膜不同功能或与其他处理手段进行耦合，降低整体流程的处理成本是陶瓷膜的一个新方向。由于水体中的藻类、有机物、胶体等物质都带有负电的特性，可以利用静电效应来作为缓解膜污染的手段。

技术实现思路

[0003]本专利技术是为了解决现有陶瓷膜烧结温度较高，陶瓷膜的机械强度和抗污染能力有待提高的问题，而提供一种低温烧结抗污染陶瓷膜的制备方法。
[0004]本专利技术低温烧结抗污染陶瓷膜的制备方法按照以下步骤实现：
[0005]一、按照质量比为1：1：4将Li2O、B2O3和SiO2放入聚四氟乙烯球磨罐中，研磨3.5～4.5h，得到A粉料；按照质量比为1：0.8将CuO和H3BO3放入聚四氟乙烯球磨罐中，研磨3.5～4.5h，得到B粉料；A粉料和B粉料按照质量比为(1.8～3)：1混合后球磨1～2h，得到复合低温烧结助剂；
[0006]二、将氧化铝粉体、复合低温烧结助剂、造孔剂和粘结剂放入行星式球磨机，以400～500r/min的速度球磨混合后过筛，得到细粉混合物，然后将细粉混合物置于混料机中，加入水和润滑剂，混料后压捏形成生坯，通过真空练泥机对生坯反复练泥，静置陈腐后得到混合泥料，煅烧处理后得到陶瓷膜基膜；
[0007]三、按照质量比为(3～5)：(1～2)：(1～2)将沸石颗粒、氧化铝粉体和二氧化硅粉体加入到球磨机中，加入浓度为2～3mol/L的NaCl溶液，以600～800r/min的速度湿法球磨处理，经清洗、干燥后，得到抗污染粉体；
[0008]四、将水、(部分)抗污染粉体、复合低温烧结助剂、分散剂、浆料流变剂、消泡剂混合均匀，机械搅拌2～2.5h后制得中间层浆料，使用喷枪将中间层浆料喷涂至陶瓷膜基膜上，干燥后以850℃～950℃的温度进行烧制，获得抗污染陶瓷膜；
[0009]五、在冰水浴的条件下，将偏高岭土、(另一部分)抗污染粉体、H2O2发泡剂、硅溶胶和碱激发溶液混合，超声并机械搅拌均匀，得到无机聚合物料浆；
[0010]六、抗污染陶瓷膜浸水处理6～8h，然后将无机聚合物料浆涂覆在浸水后的抗污染
陶瓷膜上，以100℃～180℃热处理1～2h，得到低温烧结抗污染陶瓷膜；
[0011]其中步骤二中氧化铝粉体的质量份数(添加量)为90～95份，复合低温烧结助剂的质量份数为5～10份，造孔剂的质量份数为10～20份，粘结剂的质量份数为5～20份，水的质量份数为5～10份。
[0012]本专利技术由Li2O、B2O3和SiO2组成A粉料，CuO和H3BO3组成B粉料，控制A粉料和B粉料的配比形成组合烧结助剂，利用复合低温烧结助剂降低陶瓷膜的烧制温度。制备抗污染粉体，抗污染粉体中的沸石颗粒经过NaCl溶液湿法球磨处理，能使沸石表面带有更多的负电荷，利用静电排斥的效果减缓膜污染。在陶瓷膜基膜上喷涂中间层浆料，中间层作为陶瓷膜基膜与无机聚合物层之间的过渡层，然后将无机聚合物料浆涂覆在浸水后的抗污染陶瓷膜上，热处理后在陶瓷膜上形成无机聚合物层，无机聚合物经发泡后形成三维多孔结构，抗污染粉体掺含在孔道(壁)上作为支撑体，氧化铝粉体和二氧化硅粉体也可分别作为铝源和硅源，无机聚合物层具有较好的承压性和力学性能，耐水流冲击性较好，提高了抗折强度。
[0013]本专利技术低温烧结抗污染陶瓷膜的制备方法包括以下有益效果：
[0014]1、本专利技术开发了一种低温粘结剂，能够将陶瓷膜的烧制温度降低至850℃～950℃，而目前常用的陶瓷膜烧制温度为1400℃左右，达到了降低了能源损耗和生产成本的目标。
[0015]2、本专利技术制备得到的抗污染陶瓷膜，其Zeta电位
‑
70mV～
‑
80mV，膜纯水通量为3500～5000L/(m
2 h bar)，抗折强度达到40MPa以上，膜性能较好。
[0016]3、本专利技术在陶瓷膜基膜上复合无机聚合物层作为分离层，无机聚合物层孔隙率高，孔隙率为45％以上，耐水流冲击，且耐温性、耐酸碱腐蚀性也更好，结合沸石自身的孔隙结构，形成三维多孔道结构，提高污染物的截留率。
[0017]4、本专利技术制备得到的抗污染陶瓷膜的抗污染性评价，抗污染陶瓷膜腐殖酸污染情况下连续运行，通量衰减至40％后达到平台期，反洗后可恢复至90％左右；普通陶瓷膜同样情况运行，通量衰减至20％以下方才达到平台期，且反洗后无法有效恢复。
附图说明
[0018]图1是实施例一得到的低温烧结抗污染陶瓷膜的照片。
具体实施方式
[0019]具体实施方式一：本实施方式低温烧结抗污染陶瓷膜的制备方法按照以下步骤实现：
[0020]一、按照质量比为1：1：4将Li2O、B2O3和SiO2放入聚四氟乙烯球磨罐中，研磨3.5～4.5h，得到A粉料；按照质量比为1：0.8将CuO和H3BO3放入聚四氟乙烯球磨罐中，研磨3.5～4.5h，得到B粉料；A粉料和B粉料按照质量比为(1.8～3)：1混合后球磨1～2h，得到复合低温烧结助剂；
[0021]二、将氧化铝粉体、复合低温烧结助剂、造孔剂和粘结剂放入行星式球磨机，以400～500r/min的速度球磨混合后过筛，得到细粉混合物，然后将细粉混合物置于混料机中，加入水和润滑剂，混料后压捏形成生坯，通过真空练泥机对生坯反复练泥，静置陈腐后得到混合泥料，煅烧处理后得到陶瓷膜基膜；
[0022]三、按照质量比为(3～5)：(1～2)：(1～2)将沸石颗粒、氧化铝粉体和二氧化硅粉体加入到球磨机中，加入浓度为2～3mol/L的NaCl溶液，以600～800r/min的速度湿法球磨处理，经清洗、干燥后，得到抗污染粉体；
[0023]四、将水、(部分)抗污染粉体、复合低温烧结助剂、分散剂、浆料流变剂、消泡剂混合均匀，机械搅拌2～2.5h后制得中间层浆料，使用喷枪将中间层浆料喷涂至陶瓷膜基膜上，干燥后以850℃～950℃的温度进行烧制，获得抗污染陶瓷膜；
[0024]五、在冰水浴的条件下，将偏高岭土、(另一部分)抗污染粉体、H2O2发泡剂、硅溶胶和碱激发溶液混合，超声并机械搅拌均匀，得到无机聚合物料浆；
[0025]六、抗污染陶瓷膜浸水处理6～8h，然后将无机聚合物料浆涂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.低温烧结抗污染陶瓷膜的制备方法，其特征在于该制备方法按照以下步骤实现：一、按照质量比为1：1：4将Li2O、B2O3和SiO2放入聚四氟乙烯球磨罐中，研磨3.5～4.5h，得到A粉料；按照质量比为1：0.8将CuO和H3BO3放入聚四氟乙烯球磨罐中，研磨3.5～4.5h，得到B粉料；A粉料和B粉料按照质量比为(1.8～3)：1混合后球磨1～2h，得到复合低温烧结助剂；二、将氧化铝粉体、复合低温烧结助剂、造孔剂和粘结剂放入行星式球磨机，以400～500r/min的速度球磨混合后过筛，得到细粉混合物，然后将细粉混合物置于混料机中，加入水和润滑剂，混料后压捏形成生坯，通过真空练泥机对生坯反复练泥，静置陈腐后得到混合泥料，煅烧处理后得到陶瓷膜基膜；三、按照质量比为(3～5)：(1～2)：(1～2)将沸石颗粒、氧化铝粉体和二氧化硅粉体加入到球磨机中，加入浓度为2～3mol/L的NaCl溶液，以600～800r/min的速度湿法球磨处理，经清洗、干燥后，得到抗污染粉体；四、将水、抗污染粉体、复合低温烧结助剂、分散剂、浆料流变剂、消泡剂混合均匀，机械搅拌2～2.5h后制得中间层浆料，使用喷枪将中间层浆料喷涂至陶瓷膜基膜上，干燥后以850℃～950℃的温度进行烧制，获得抗污染陶瓷膜；五、在冰水浴的条件下，将偏高岭土、抗污染粉体、H2O2发泡剂、硅溶胶和碱激发溶液混合，超声并机械搅拌均匀，得到无机聚合物料浆；六、抗污染陶瓷膜浸水处理6～8h，然后将无机聚合物料浆涂覆在浸水后的抗污染陶瓷膜上，以100℃～180℃热处理1～2h，得到低温烧结抗污染陶瓷膜；其中步骤二中氧化铝粉体的质量份数为90～95份，...

【专利技术属性】
技术研发人员：马军，张瑛洁，李江岑，杨智伟，
申请(专利权)人：威海智洁环保技术有限公司，
类型：发明
国别省市：