[发明专利]一种孔径呈梯度分布的陶瓷膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种孔径呈梯度分布的陶瓷膜及其制备方法，本发明的陶瓷膜采用多层堆叠烧结在一起的膜单元，每层膜单元的厚度从下向上呈递增的梯度分布，且每层膜单元上的孔径的平均值也从下向上呈递增的梯度分布，且每层膜单元的孔径在各自的厚度方向上也均呈梯度分布，这样，可以实现大范围的孔径梯度的陶瓷膜的制备，且本发明的梯度分布更加明显，可以保证过滤的效率，同时，又能够减少堵塞现象，而且方便对膜进行清洗处理；本发明的制备方法简单方便，采用堆叠的膜单元的方式，可以提高膜制备的效率，提高膜制备的可靠性；本发明还对陶瓷膜制备设备进行了改进，有效保证陶瓷膜制备的顺利进行，本发明还可以实现不同粒径陶瓷膜的制备。

技术领域

本发明涉及陶瓷膜技术领域，具体是一种孔径呈梯度分布的陶瓷膜及其制备方法。

背景技术

陶瓷膜又称无机陶瓷膜，是以无机陶瓷材料经特殊工艺制备而形成的非对称膜。陶瓷膜分为管式陶瓷膜和平板陶瓷膜两种。管式陶瓷膜管壁密布微孔，在压力作用下，原料液在膜管内或膜外侧流动，小分子物质(或液体)透过膜，大分子物质(或固体)被膜截留，从而达到分离、浓缩、纯化和环保等目的。平板陶瓷膜板面密布微孔，根据在一定的膜孔径范围内，渗透的物质分子直径不同则渗透率不同，以膜两侧的压力差为驱动力，膜为过滤介质，在一定压力作用下，当料液流过膜表面时，只允许水、无机盐、小分子物质透过膜，而阻止水中的悬浮物、胶和微生物等大分子物质通过。陶瓷膜具有分离效率高、效果稳定、化学稳定性好、耐酸碱、耐有机溶剂、耐菌、耐高温、抗污染、机械强度高、再生性能好、分离过程简单、能耗低、操作维护简便、使用寿命长等众多优势，已经成功应用于食品、饮料、植(药)物深加工、生物医药、发酵、精细化工等众多领域，可用于工艺过程中的分离、澄清、纯化、浓缩、除菌、除盐等。

随着陶瓷膜的应用不断增加，各种孔径的陶瓷膜的应用也越来越广，人们甚至在探索孔径变化的膜材料，比如呈梯度变化的膜材料，但是，目前的梯度变化的膜材料一般仅仅是从外向内或者从下向上依次梯度变化，这种结构的陶瓷膜的孔径变化在对于一些特殊处理时，难以满足要求，而且，孔径不同，其实膜的厚度如果一样，则过滤不仅较慢，而且，容易堵塞，特殊使用的效果不显著，不能充分的体现梯度分布孔径的作用。

因此，本发明提供了一种孔径呈梯度分布的陶瓷膜及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种孔径呈梯度分布的陶瓷膜及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种孔径呈梯度分布的陶瓷膜及其制备方法，包括多层堆叠烧结在一起的膜单元，其特征在于，

每层膜单元的厚度从下向上呈递增的梯度分布，且每层膜单元上的孔径的平均值也从下向上呈递增的梯度分布，且每层膜单元的孔径在各自的厚度方向上也均呈梯度分布。

进一步，作为优选，最下层的膜单元的平均孔径为纳米级，最上层的膜单元的平均孔径为微米级。

进一步，作为优选，每层膜单元的孔径在各自的厚度方向上从下向上也均呈递增的梯度分布。

进一步，作为优选，每层膜单元的厚度为0.05-0.8mm。

进一步，作为优选，各层膜单元采用从下往上逐层固化成型后再进行烧结而成。

进一步，本发明提供了一种孔径呈梯度分布的陶瓷膜的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：

(1)配制多组陶瓷粉体悬浮液，并使得的各组悬浮液内的陶瓷粉体的平均粒径呈梯度分布，并使得每组悬浮液内的陶瓷粉体内的粒径呈连续梯度变化；

(2)将待处理的多孔基体置于固化模具中，采用固化模具逐层的将平均粒径呈梯度分布的各组陶瓷粉体悬浮液置于多孔基体表面，以便于在多孔基体表面逐渐成型为多层的固化好的多层膜坯；