[发明专利]用于水处理的导电分离膜的制作方法，由此制作的分离膜和使用所述分离膜的水处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于水处理的分离膜的制作方法，由此制作的分离膜，以及使用所述分离膜的水处理方法。更具体地，本发明涉及：一种用于水处理的分离膜的制作方法；由此制作的分离膜；以及使用所述分离膜的水处理方法；所述分离膜由导电金属或非金属材料制成，其通过减少水处理过程中的膜污染可以增强膜性能并且可以替代由聚合物材料制成的分离膜。

背景技术

近来，基于膜的水处理方法已被认为是一种广泛使用的方法，因为它保证了可靠的水质量，减少了所需的土地面积，提供了方便的操作和操作的自动化等。尽管有这些优点，基于膜的水处理的最大的问题是由于膜污染引起的膜渗透性降低，从而增加了操作成本。因此，已经提出了用于防止膜污染的各种可选方法，例如定期反冲洗，化学冲洗等。虽然传统上已经使用了具有改进的耐化学性和耐污染性的各种各样大多由聚合物制成的分离膜，但是即使在污染发生后通过恢复性洗涤也不能期望完全恢复。

电解是一种通过从外部向含有无机或有机污染物的废水施加电能而电化学氧化或还原水中的污染物的技术。此外，带负电荷的胶体材料，在电解过程中被电中和，引起材料的凝结反应。OH自由基从阳极形成，并且这些自由基起到氧化水中的有机物的作用，而阴极可以接受电子，可以通过还原质子形成氢。

同时，粉末冶金方法优越之处在于，粉状的原料被制成所希望的形状，然后使它们在等于或低于其熔点的温度下经过烧结热处理以得到产品，从而能够加工具有高熔点的金属材料，以及制作多孔材料或复合材料。此外，对于大规模生产，所述方法相比于其它冶金方法具有成本效益是公知的。根据施加的压力，加压时间，烧结温度和条件等可以控制材料的孔隙和孔隙率。

在这些情况下，本发明人已努力制作了由新材料制成的分离膜，其通过减少水处理过程中的膜污染可以增强膜性能并且可以替代由聚合物材料制成的分离膜，并且因此，将显示出导电性的由金属或非金属制成的粉末压实以形成一定形状，随后在无氧的条件下烧结以制作用于水处理的分离膜，其在水处理过程中施加电能的同时可以提高渗水性和有机物去除效率，从而完成了本发明。

发明内容

【技术问题】

本发明的一个目的是提供一种用于水处理的分离膜的制作方法，所述分离膜由导电金属或非金属材料制成，其通过减少水处理过程中的膜污染可以增强膜性能并且可以替代由聚合物材料制成的分离膜。

本发明的另一个目的是提供一种由上述方法制作的用于水处理的分离膜。

本发明的又一个目的是提供使用所述用于水处理的分离膜的水处理方法。

【技术方案】

为了达到上述目的，本发明提供一种用于水处理的分离膜的制作方法，包括：

(步骤1)将具有10μm～200μm的粒径的导电金属或非金属颗粒注入到模具内并施加压力，以得到压实体；和

(步骤2)在无氧条件下将所述压实体烧结以制作用于水处理的分离膜。

优选地，所述用于水处理的分离膜的制作方法在上述步骤2之后还可以包括(步骤3)在氧气条件下将所述用于水处理的分离膜烧结以氧化所述用于水处理的分离膜的表面。

优选地，所述用于水处理的分离膜的制作方法在上述步骤2或步骤3之后还可以包括(步骤4)用选自氧化铱，氧化钛和氧化铌所组成的组中的至少一种催化剂涂覆所述用于水处理的分离膜。

优选地，所述用于水处理的分离膜的制作方法在上述步骤2或步骤3之后或在其之间还可以包括(步骤2-1)将所烧结的所述用于水处理的分离膜冷却到室温。

上述步骤1是将具有10μm～200μm的粒径的导电金属或非金属颗粒注入到模具内并施加压力，以得到压实体的步骤，其中，将预定量的颗粒，金属粉末注入到模具内以保持一定形状，并施加高压力以制作所述压实体。

如本文所用的，术语“导电金属或非金属颗粒”是指表现出导电性的颗粒形式的金属或非金属。

在本发明中，可以使用如上所述的具有导电性的金属或非金属物质作为水系统中的电极，并且具有预定尺寸的颗粒形状的金属或非金属物质可以用于粉末冶金工艺。此外，也可以使用具有导电性的金属氧化物以耐腐蚀。具体地说，所述导电金属或非金属可以选自由不锈钢，钛，铝，铁，和碳纳米管所组成的组中的至少一个，但不限于此。

在本发明中，可以使用具有10μm至200μm的粒径的导电金属或非金属颗粒。如上所述，粒径被调整，以控制孔尺寸和孔隙率。

在本发明中，导电金属或非金属颗粒的注入量确定了所述分离膜的厚度，并且优选地，所述被注入的颗粒在被压实后具有0.2mm至0.6mm的厚度。