[发明专利]一种中空结构板式陶瓷滤膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种中空结构的板式陶瓷滤膜及其制备方法，所述板式陶瓷滤膜包括以下质量百分含量的各组分：陶瓷主料85％～96％；成型粘结剂0～10％；造孔剂0.5～3％；成型润滑剂1～4％；降温烧结助剂0.1～0.5％；陶瓷骨架发泡剂0.05～0.1％。所述中空结构板式陶瓷滤膜采用挤出成型或干压成型方法制备。本发明通过造孔剂和发泡剂的匹配使用，获得陶瓷骨架的均匀孔隙分布和全开孔结构，并添加合适的降温烧结助剂将烧成温度降低150～250℃。

技术领域

本发明涉及一种中空结构板式陶瓷滤膜及其制备方法，具体是用于环境过滤净化的陶瓷滤膜，可用于污水处理、废气处理、海水淡化等领域。

背景技术

膜分离是一种应用价值巨大的分离技术，在很多工程领域有广泛的应用。陶瓷膜材料作为一种优势的膜材料，具有耐介质腐蚀、机械性能好、运行寿命长等特点。高耐腐蚀性、高强度耐热、适用于溶剂或油、以及含有化学药品的各类排水。与传统膜相比，使用寿命长且周期膜表面不易脏污，便于采用易更换的结构，降低了清洗空气量。能方便地通过自动清洗控制，减轻日常的维护保养工作量。

中空结构板式陶瓷滤膜以高装填密度，在同体积下具有更高的过滤膜表面积。但是中空结构板式陶瓷滤膜的生产与加工面临以下问题：

一、陶瓷骨架孔隙分布不均匀；

二、多孔结构封闭孔隙占比过高；

三、高铝陶瓷滤膜烧成温度过高，一般在1500℃烧成，若烧结温度过低，会导致陶瓷强度不够，或不能成瓷；

四、有机物添加量大，不利于环保。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提出一种中空结构板式陶瓷滤膜及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种中空结构板式陶瓷滤膜，包括以下质量百分含量的各组分：

优选地，所述中空结构板式陶瓷滤膜，包括以下质量百分含量的各组分：

采用该组分配比时，采用挤出成型工艺制备。

优选地，所述中空结构板式陶瓷滤膜，包括以下质量百分含量的各组分：

采用该组分配比时，采用干压成型工艺制备。

优选地，所述陶瓷主料包括氧化铝、氢氧化铝中的至少一种。

优选地，所述陶瓷主料中，氧化铝和氢氧化铝的质量比为8：2～5：5。通过氧化铝和氢氧化铝的协调配比，可获得较好的成型性能和烧结特性。

优选地，所述陶瓷主料的粒度不大于10微米，并依据设计陶瓷滤膜的膜孔孔径要求，选择合适的粒度范围。更优选地，设计的陶瓷滤膜膜孔孔径为0.1微米时，选用粒度为2～4微米的陶瓷主料；设计的陶瓷滤膜膜孔孔径为1微米时，选用粒度为5～8微米的陶瓷主料。

优选地，所述成型粘结剂包括聚乙烯醇(PVA)、改性淀粉醚、羧甲基淀粉(CMS)中的至少一种；所述造孔剂包括炭黑粉、石墨粉、膨胀石墨粉、纤维素中的至少一种。

优选地，所述成型润滑剂为植物油、甘油、有机硅油中的至少一种。更优选植物油为菜籽油。

优选地，降温烧结助剂包括氧化镁、氢氧化镁、氧化钙、高岭土、氧化锌、五氧化二钒中的一种或几种；陶瓷骨架发泡剂包括碳化硅、氮化硅、氮化铝、氮化硼中的一种或几种。

为获得更好的大孔隙率陶瓷滤膜骨架，选用微量的中高温发泡剂，配合造孔剂使用，可获得高达55％的开口孔隙率。