一种多官能基团修饰的陶瓷分离膜的制作方法

本技术涉及切削液废水处理领域，具体是一种多官能基团修饰的陶瓷分离膜。

背景技术：

1、随着我国机械制造工业的快速发展，每年会产生超过1000万吨的切削液废水。切削液废水属于乳化液废水，其中水含量约占90％，其他起到冷却、润滑、防锈、乳化除油清洗等功能的有机大分子和无机化合物助剂含量约占10％。陶瓷分离膜可以实现切削液废水中水分/亲水小分子组分与疏水大分子组分的初步分离，与纳滤膜、反渗透膜共同组成切削液废水物理分离净化设备的核心组件。开发高效的陶瓷分离膜，可以大幅降低切削液废水排放量，并辅助实现废弃有机大分子组分浓缩和资源化再生，具有巨大的需求和良好的市场前景。

2、一般的，陶瓷分离膜应具有合理的孔道分布，并可以在一定温度和一定压力下长期工作，以降低切削液废水粘度，增加切削液废水的过滤通量。目前所使用的陶瓷分离膜，在孔道结构设计、材质使用寿命上都还有提升空间，导致陶瓷分离膜的过滤通量较低；此外，目前所使用的陶瓷分离膜仅依靠表面固有基团(一般为少量羟基(-oh)，或是氧化物基团)表现出亲水性，无法对切削液废水中水分/亲水小分子组分与疏水大分子组分的有效分离，而且现有的陶瓷分离膜使用寿命也有待提升。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本实用新型提出了一种耐压、使用寿命长、过滤通量大、具有一定破乳化效果、水分/亲水小分子组分/疏水大分子组分分离效果好的陶瓷分离膜。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

3、一种多官能基团修饰的陶瓷分离膜，包括陶瓷基体，陶瓷基体为多孔圆柱体结构，多孔圆柱体结构内部密布若干形状不规整的微孔道，其特征在于：所述的陶瓷基体的内部还设有若干个与陶瓷基体轴向平行的主孔道，主孔道在陶瓷基体内呈同心圆环状分布，且主孔道贯通陶瓷基体形成流体通道，流体通道的一端为进水端、另一端为出水端。

4、优选的，所述陶瓷分离膜为氧化铝材质，由氧化铝颗粒经过压铸、烧结工艺得到。

5、优选的，主孔道的截面为圆形。

6、优选的，陶瓷基体的长径比范围为10～20：1。

7、优选的，主孔道的直径与陶瓷基体的直径比为1：5～15。

8、优选的，主孔道表面、微孔道表面修饰有多种官能基团，所述官能基团为羟基基团、腈基基团、氨基基团中的一种或几种。

9、本实用新型的陶瓷分离膜为氧化铝材质，耐酸碱、耐有机溶剂、抗微生物、机械强度高。所述陶瓷分离膜为氧化铝材质，容易使用模具压铸、烧结，实现所述陶瓷分离膜内孔道结构调节。所述陶瓷分离膜为氧化铝材质，具有良好的热稳定性、耐压性，可以长期在一定的温度和压力下进行工作，使用寿命长。在一定温度下工作，可以降低切削液废水粘度，增加切削液废水通过所述陶瓷分离膜主孔道的过滤通量；在一定压力下工作，可以驱动切削液废水在所述陶瓷分离膜主孔道内高速流动，并驱动切削液废水中含有的水分/亲水小分子组分经由所述微孔道，沿着径向方向向所述陶瓷分离膜外部渗透移动。所述陶瓷分离膜的主孔道表面和所述微孔道表面，可以使用简单的溶液浸渍方法，修饰上腈基基团(-cn)，氨基基团(-nh2)，羟基基团(-oh)。所述的腈基基团(-cn)具有一定的电负性，经过所述腈基基团(-cn)修饰，可以增强所述主孔道表面和所述微孔道表面对于切削液废水中含有的小分子组分的相互作用能力；所述的氨基基团(-nh2)具有一定的碱性，经过所述氨基基团(-nh2)修饰，可以增强所述主孔道表面对于切削液废水的破乳作用；所述的3种基团都是亲水基团，经过所述3种官能基团修饰，可以增强所述主孔道表面和所述微孔道表面的亲水性，有利于促进切削液废水中含有的水分/亲水小分子组分经所述微孔道，沿着所述陶瓷分离膜径向方向向外部渗透移动，有利于将切削液废水中含有的疏水大分子组分截留在所述陶瓷分离膜主孔道中，并以混浊浓缩液形式沿所述陶瓷分离膜轴向流出。与传统的陶瓷分离膜相比，经过所述3种官能基团修饰，在电负性、碱性、亲水性三种作用帮助下，所述陶瓷分离膜可以增加水分/亲水小分子组分的渗透能力，提高对疏水大分子组分的截留能力，让切削液废水循环流经所述陶瓷分离膜后更高效的达到流动分离、浓缩的目的。

10、本实用新型的有益效果是：耐压、使用寿命长、过滤通量大、具有一定破乳化效果、水分/亲水小分子组分/疏水大分子组分分离效果好。

技术特征：

1.一种多官能基团修饰的陶瓷分离膜，包括陶瓷基体(1)，陶瓷基体(1)为多孔圆柱体结构，多孔圆柱体结构内部密布若干形状不规整的微孔道(11)，其特征在于：所述的陶瓷基体(1)的内部还设有若干个与陶瓷基体(1)轴向平行的主孔道(12)，主孔道(12)在陶瓷基体(1)内呈同心圆环状分布，且主孔道(12)贯通陶瓷基体(1)形成流体通道，流体通道的一端为进水端(121)、另一端为出水端(122)。

2.如权利要求1所述的一种多官能基团修饰的陶瓷分离膜，其特征在于：主孔道(12)的截面为圆形。

3.如权利要求1所述的一种多官能基团修饰的陶瓷分离膜，其特征在于：陶瓷基体(1)的长径比范围为10～20：1。

4.如权利要求2所述的一种多官能基团修饰的陶瓷分离膜，其特征在于：主孔道(12)的直径与陶瓷基体(1)的直径比为1：5～15。

5.如权利要求3所述的一种多官能基团修饰的陶瓷分离膜，其特征在于：主孔道(12)表面、微孔道(11)表面修饰有多种官能基团(13)，所述官能基团(13)为羟基基团、腈基基团、氨基基团中的一种或几种。

技术总结
本技术公开了一种多官能基团修饰的陶瓷分离膜，包括陶瓷基体，陶瓷基体为多孔圆柱体结构，多孔圆柱体结构内部密布若干形状不规整的微孔道，所述的陶瓷基体的内部还设有若干个与陶瓷基体轴向平行的主孔道，主孔道在陶瓷基体内呈同心圆环状分布，且主孔道贯通陶瓷基体形成流体通道，流体流路的一端为进水端、另一端为出水端。本技术的有益效果是：耐压、使用寿命长、过滤通量大、具有一定破乳化效果、水分/亲水小分子组分/疏水大分子组分分离效果好。

技术研发人员：褚君尉,陈欢,洪伟,李月樵,邹正悦,朱中举,王学武,王连邦
受保护的技术使用者：金华市化工建材产品质量监督检测中心
技术研发日：20230626
技术公布日：2024/3/27