[发明专利]过滤器构件及其制备方法

说明书

一种用于制造过滤器构件的方法，其包括：将预定量的沸石与氧化铝混合以形成复合混合物；将涂覆材料喷涂到所述复合混合物上以形成包含颗粒的经涂覆的复合混合物；过滤所述颗粒以获得具有预定长度尺寸的颗粒；对所获得的颗粒成形以形成具有预定厚度的压实盘；以及对所述压实盘进行热处理以形成过滤器构件。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年4月18日提交的美国临时申请No.62/659,436的权益和优先权，所述申请的全部公开内容特此通过引用并入本文。

背景技术

本申请涉及一种用于水纯化应用中的陶瓷过滤膜材料。更具体地，本申请涉及一种陶瓷过滤器构件，其包括用于微生物的液体过滤的高强度的基于氧化铝的过滤膜。

用于水过滤的过滤器的现有技术可使用由硅藻土制成的膜过滤器。这些过滤器是易碎的并且可能在清洗过程中容易断裂。另外，用于此类膜过滤器的制造工艺需要烧尽重有机物以在过滤器中形成孔结构。此外，基于硅藻土的过滤器在水过滤工艺中往往不会充分地去除微生物(例如，细菌、微生物体、真菌等)，消除颜色、味道和气味或将副产物前体消毒。基于硅藻土的过滤器对于具有低浊度的液体受限并且可能需要用于有效去除微生物的额外组分(例如，凝结剂和助滤剂)，从而增加此类过滤器的使用成本。

提供克服上述挑战的用于微生物的液体过滤的改进的陶瓷过滤膜材料将是有利的。这些和其他有利特征对于查看本公开的人将是显而易见的。

发明内容

示例性实施方案涉及一种用于制造过滤器构件的方法，其包括：将预定量的沸石与氧化铝混合以形成复合混合物；将涂覆材料喷涂到所述复合混合物上以形成包含颗粒的经涂覆的复合混合物；过滤所述颗粒以获得具有预定长度尺寸的颗粒；对所获得的颗粒成形以形成具有预定厚度的压实盘；以及对所述压实盘进行热处理以形成过滤器构件。

在一些示例性实施方案中，所述混合和喷涂同时执行。

在一些示例性实施方案中，实施所述喷涂，直至所述经涂覆的复合混合物达到在约6％L至约18％L范围内的含水量。

在一些示例性实施方案中，所述过滤保留具有至少一个小于约840μm的长度尺寸的颗粒。

在一些示例性实施方案中，所述成形通过在约45巴至约85巴范围内的压紧力下操作的压模来实施。

在一些示例性实施方案中，所述压实盘具有在约0.1英寸至约0.4英寸范围内的厚度。

在一些示例性实施方案中，所述压实盘具有在约0.200英寸至约0.365英寸范围内的厚度。

在一些示例性实施方案中，热处理包括第一热处理步骤和第二热处理步骤。

在一些示例性实施方案中，所述第一热处理步骤在约400℃至约800℃范围内的温度实施达在约2小时至约5小时范围内的时间。

在一些示例性实施方案中，所述第二热处理步骤在约950℃至约1400℃范围内的温度实施达在约15分钟至约45分钟范围内的时间。

在一些示例性实施方案中，所述氧化铝的含量在总复合混合物的约30重量％至约60重量％的范围内。

在一些示例性实施方案中，所述沸石的含量在总复合混合物的约25重量％至约60重量％的范围内。

在一些示例性实施方案中，所述复合混合物还包含硬脂酸锌。

在一些示例性实施方案中，所述硬脂酸锌的含量在约0重量％至约15重量％的范围内。

在一些示例性实施方案中，沸石是含水铝硅酸钠、无水铝硅酸钠、铝硅酸钾或含水铝硅酸钙钠中的至少一种。

另一个示例性实施方案涉及一种通过本文所述的方法中的任一种形成的陶瓷过滤器构件，其具有在约1μm和约10μm范围内的孔径。