一种微滤陶瓷涂膜液、石英微滤陶瓷膜及其制备方法和应用与流程

本发明属于无机陶瓷膜，具体涉及一种微滤陶瓷涂膜液、石英微滤陶瓷膜及其制备方法和应用。

背景技术：

1、无机陶瓷膜自20世纪40年代发展以来，受到各国学者的广泛关注，已成为传统水处理工艺的重要替代方法。无机陶瓷膜的制备与应用在人类赖以生存的能源、水资源和环境等领域占据着不可替代的地位。与传统有机膜相比，无机陶瓷膜因具有耐高温、耐化学腐蚀、机械强度高、抗氧化性能强、易清洗、无毒性、使用寿命长等优点，具有重要的学术研究价值和商业应用价值。

2、无机陶瓷膜多由al2o3、tio2、zro2等无机材料制备而成，主要由支撑体和膜层组成。根据文献《al2o3、tio2溶胶涂覆粉煤灰/黄土支撑体制备陶瓷膜的研究》报道：al2o3陶瓷膜膜通量为1.09m3·m-2·h-1·bar-1，tio2陶瓷膜膜通量为2.98m3·m-2·h-1·bar-1；文献《al2o3陶瓷膜的制备及其对废水净化效果的研究》报道：al2o3陶瓷膜纯水通量为5.2m3·m-2·h-1·bar-1。目前，现有技术中使用al2o3、tio2、zro2原料制备的无机陶瓷膜存在纯水通量小的技术缺陷。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种微滤陶瓷涂膜液、石英微滤陶瓷膜及其制备方法和应用，采用本发明提供的微滤陶瓷涂膜液应用于制备陶瓷膜，所得陶瓷膜具有较高的纯水通量。

2、为了实现本发明的目的，本发明提供了以下技术方案：

3、本发明提供了一种微滤陶瓷涂膜液，包括组分a和分散剂；

4、所述组分a包括以下质量份数的组分：sio214～22份、粘结剂49～55份和水28～31份；

5、所述组分a和分散剂的质量比为1：(0.013～0.026)。

6、优选地，所述粘结剂包括聚乙烯醇和/或铝硅酸钠。

7、优选地，所述分散剂包括聚丙烯酸和丙三醇；

8、所述聚丙烯酸和丙三醇的质量比为(0.5～1.0)：(0.8～1.6)。

9、本发明还提供了一种石英微滤陶瓷膜的制备方法，包括以下步骤：

10、在陶瓷支撑体的表面将涂膜液依次进行涂覆和干燥，得到石英微滤陶瓷膜坯体；所述涂膜液为上述技术方案所述的微滤陶瓷涂膜液；所述涂覆和干燥的次数为4～7次；

11、将所述石英微滤陶瓷膜坯体进行烧结，得到所述石英微滤陶瓷膜。

12、优选地，所述陶瓷支撑体包括石英陶瓷支撑体或煤矸石-石英基陶瓷支撑体；

13、所述陶瓷支撑体的孔径为30～40μm，纯水通量为100.1～107.5m3·m-2·h-1·bar-1。

14、优选地，所述涂覆采用浸渍提拉的方式进行；

15、所述浸渍提拉的下降速度为2～5mm/s，提拉速度为2～6mm/s，浸渍时间为8～12s。

16、优选地，所述干燥的温度为60～80℃；干燥的时间为4～6h。

17、优选地，所述烧结的温度为650～950℃，保温时间为40～80min；

18、所述烧结的升温速率为1～3℃/min；

19、所述烧结包括在升温至300℃和600℃时各保温30～60min

20、本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的石英微滤陶瓷膜，所述石英微滤陶瓷膜的纯水通量为6.78～11.2m3·m-2·h-1·bar-1。

21、本发明还提供了上述技术方案所述的石英微滤陶瓷膜在水处理中的应用。

22、本发明提供了一种微滤陶瓷涂膜液，包括组分a和分散剂；所述组分a包括以下质量份数的组分：sio214～22份、粘结剂49～55份和水28～31份；所述组分a和分散剂的质量比为1：(0.013～0.026)。在本发明中，sio2作为涂膜液固相，具有选择性好、膜孔径在大范围内可控的优点，本发明所述微滤陶瓷涂膜液采用一定比例的粘结剂和分散剂，使得该微滤陶瓷涂膜液应用于制备陶瓷膜时，所得膜层孔径均一，相应地能够提升陶瓷膜的纯水通量。

技术特征：

1.一种微滤陶瓷涂膜液，其特征在于，包括组分a和分散剂；

2.根据权利要求1所述的微滤陶瓷涂膜液，其特征在于，所述粘结剂包括聚乙烯醇和/或铝硅酸钠。

3.根据权利要求1所述的微滤陶瓷涂膜液，其特征在于，所述分散剂包括聚丙烯酸和丙三醇；

4.一种石英微滤陶瓷膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4的所述的制备方法，其特征在于，所述陶瓷支撑体包括石英陶瓷支撑体或煤矸石-石英基陶瓷支撑体；

6.根据权利要求4的所述的制备方法，其特征在于，所述涂覆采用浸渍提拉的方式进行；

7.根据权利要求4的所述的制备方法，其特征在于，所述干燥的温度为60～80℃，时间为4～6h。

8.根据权利要求4的所述的制备方法，其特征在于，所述烧结的温度为650～950℃，保温时间为40～80min；

9.权利要求4～8任一项所述制备方法制备得到的石英微滤陶瓷膜，其特征在于，所述石英微滤陶瓷膜的纯水通量为6.78～11.2m3·m-2·h-1·bar-1。

10.权利要求9所述的石英微滤陶瓷膜在水处理中的应用。

技术总结
本发明提供了一种微滤陶瓷涂膜液、石英微滤陶瓷膜及其制备方法和应用，涉及无机陶瓷膜技术领域。本发明提供了一种微滤陶瓷涂膜液，包括组分A和分散剂；所述组分A包括以下质量份数的组分：SiO<subgt;2</subgt;14～22份、粘结剂49～55份和水28～31份；所述组分A和分散剂的质量比为1：(0.013～0.026)。在本发明中，SiO<subgt;2</subgt;作为涂膜液固相，具有选择性好、膜孔径在大范围内可控的优点，本发明所述微滤陶瓷涂膜液采用一定比例的粘结剂和分散剂，使得该微滤陶瓷涂膜液应用于制备陶瓷膜时，所得膜层孔径均一，相应地能够提升陶瓷膜的纯水通量。

技术研发人员：张璐璐,肖进彬,张国艳,李峰林,刘颖,陈红,黄玉喜,方玉美,任秋鹤,程顺利
受保护的技术使用者：河南省高新技术实业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12