[发明专利]一种复合结构陶瓷中空纤维膜的制备方法

权利要求书

1.一种复合结构陶瓷中空纤维膜的制备方法，其特征是制备过程至少包括如下步骤：制备聚合物溶液，制备陶瓷-聚合物浆料，制备陶瓷中空纤维原生膜，制备陶瓷中空纤维膜，其中：

a.制备聚合物溶液

聚合物溶液中各组分的重量组成为，有机聚合物∶溶剂∶添加剂＝10～25∶50～90∶0～40；将有机聚合物和添加剂溶解在有机溶剂中，制成聚合物溶液；

b.制备陶瓷-聚合物浆料

向上述聚合物溶液中加入平均粒度为0.05～10μm的陶瓷粉体，充分搅拌使其完全均匀地分散在聚合物溶液中，形成陶瓷——聚合物浆料；其中，陶瓷粉体与聚合物的重量比为5～20∶1；

c.制备陶瓷中空纤维原生膜

将上述陶瓷——聚合物浆料，通过喷丝头纺入20～80℃的凝结液中，固化后形成陶瓷中空纤维原生膜；

d.制备陶瓷中空纤维膜

将上述陶瓷中空纤维原生膜晾干，在100～600℃焙烧1～10h，烧除其中有机物；然后在800～1600℃烧结0.5～30h，得到复合结构的陶瓷中空纤维膜。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的有机聚合物是聚砜、聚醚砜、聚乙亚胺、聚碳酸酯或醋酸纤维素。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的溶剂是N-甲基吡咯烷酮，N，N-二甲基甲酰胺，N，N-二甲基乙酰氨或二甲基亚砜；或者是其中两种按任意组成构成的混合溶液。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的添加剂是乙二醇，丙三醇，聚丙烯酸盐，聚甲基丙烯酸盐，γ-丁内酯或聚乙烯砒咯烷酮，选择其中一种或两种的混合物。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的凝结液分为外凝结液和内凝结液两种：

所述的外凝结液为水；内凝结液为溶剂与非溶剂组成的混合物；其中：

溶剂为N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺或N，N-二甲基乙酰氨；

非溶剂为水、乙醇、丙醇或乙二醇。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征是所述的溶剂与非溶剂组成的内凝结液中，溶剂的重量百分含量为80％～100％。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的陶瓷粉体与聚合物的重量比为8～15∶1。

8.根据权利要求1、2、3、4或5所述的方法，其特征是获得的陶瓷中空纤维膜，其管壁是不对称复合结构，外层是分离层，内层是支撑层，分离层厚度为1～50μm，支撑层厚度为50～1000μm。

9.根据权利要求1、2、3、4或5所述的方法，其特征是获得的陶瓷中空纤维膜，其管壁是不对称复合结构，外层是分离层，中间是过渡层，内层是支撑层，分离层厚度为1～50μm，过渡层厚度为20～200μm，支撑层厚度为200～1000μm。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的凝结液分为外凝结液和内凝结液两种：

所述的内凝结液为水；外凝结液为溶剂与非溶剂组成的混合物；其中：

溶剂为N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺或N，N-二甲基乙酰氨；

非溶剂为水、乙醇、丙醇或乙二醇；

获得外壁是多孔支撑层，内壁是分离层的非对称复合结构的陶瓷中空纤维膜；

或获得外壁是多孔支撑层，中间是过渡层，内壁是分离层的非对称复合结构的陶瓷中空纤维膜。