CN103482999A - 一种高渗透多孔陶瓷膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高渗透多孔陶瓷膜及其制备方法，属于陶瓷材料生产技术领域，其中各组分的重量份为高岭土55~60份、钾长石20~25份、氧化铝5~8份、碳酸钙5~8份、聚甲基丙烯酸铵1~3份、聚乙烯亚胺1~3份，其制备方法是按所述比例称取以上物资，混合搅拌均匀，在1300~1350℃的高温熔块炉融化1~1.5h，然后在温度分别为1450~1500℃、升温速率约20~25℃/min的条件下进行微波烧结，在最高烧成温度下保温15~25min，将熔融的液体用冷水水淬，即得高渗透多孔陶瓷膜；该陶瓷膜分离性能好、价格合理、强度高、适用范围广。
Description
技术领域
本发明涉及一种陶瓷膜，具体涉及一种高渗透多孔陶瓷膜及其制备方法，属于陶瓷材料技术领域。
背景技术
膜技术是新型高效分离技术，以其节约能源和环境友好的特征成为解决全球能源、环境、水资源等重大问题的共性支撑技术之一。多孔陶瓷膜，以其优异的材料稳定性，在石油和化学工业、医药、冶金等过程工业众多领域获得了广泛的应用，已成为膜领域发展最迅速、最具应用前景的膜材料之一。
多孔陶瓷膜的分离性能与材料的孔径大小及其分布、孔隙率、孔形态等微结构有着密切的关系。多孔陶瓷膜的孔径可以在几个纳米到几十个微米范围进行调变。与多孔陶瓷相比，多孔陶瓷膜为非对称结构，具有更高的分离性能。研究陶瓷膜制备新技术以提高其渗透性及渗透选择性是目前陶瓷膜领域的研究重点之一。如何进一步降低陶瓷膜制备的成本亦是陶瓷膜制备研究领域的重点之一。
201210462221.1公开了一种纳米多孔陶瓷膜及其制备方法，利用了静电纺丝方法制备得到埃洛石/高分子聚合物复合纤维，该法通过高孔隙率提高了渗透通量，但却降低了膜层的强度，使其应用范围受到限制。本发明利用通过添加烧结助剂以降低烧结温度、采用低成本易烧结原料以降低原料成本，以及利用先进的烧结工艺以达到低成本控制，以期得到价格合理、性能良好、应用范围广的高渗透多孔陶瓷膜。
发明内容
本发明的目的是提供一种高渗透多孔陶瓷膜，该陶瓷膜分离性能好、价格合理、强度高、适用范围广。
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：
一种高渗透多孔陶瓷膜，各组分的重量份为：
高岭土55~60份、钾长石20~25份、氧化铝5~8份、碳酸钙5~8份、聚甲基丙烯酸铵1~3份、聚乙烯亚胺1~3份。
本发明的另一个目的是提供一种高渗透多孔陶瓷膜的制备方法，包括如下步骤：
按所述比例称取以上物资，混合搅拌均匀，在1300~1350℃的高温熔块炉融化1~1.5h，然后在温度分别为1450~1500℃、升温速率约20~25℃/min的条件下进行微波烧结，在最高烧成温度下保温15~25min，将熔融的液体用冷水水淬，即得高渗透多孔陶瓷膜。
本发明相对于现有技术的有益效果是：
本发明利用通过添加烧结助剂碳酸钙、聚甲基丙烯酸铵以及聚乙烯亚胺降低了烧结温度，并采用低成本易烧结原料高岭土、钾长石降低了原料成本；另外，本发明利用了常压烧结与微波烧结相结合的技术，使得造成烧结工艺周期缩短、能耗减少，节约成本的同时最大限度地减少了烧结的不均匀性；本发明的高渗透性多孔陶瓷膜，机械强度为45.2MPa，孔隙率为42%，平均孔径为2.15μm，抗弯强度32Mpa，显现出良好的渗透性，耐酸耐碱，稳定性好，且制备工艺简单，可以实现陶瓷膜的快速成型，成品率高，生产成本低，适于在工业上推广。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步详细说明，这些实施例仅用来说明本发明，并不限制本发明的范围。
实施例1
一种高渗透多孔陶瓷膜，各组分的重量份为：
高岭土60份、钾长石20份、氧化铝8份、碳酸钙8份、聚甲基丙烯酸铵1份、聚乙烯亚胺3份。
其制备方法，包括如下步骤：
按所述比例称取以上物资，混合搅拌均匀，在1350℃的高温熔块炉融化1.5h，然后在温度分别为1500℃、升温速率约25℃/min的条件下进行微波烧结，在最高烧成温度下保温25min，将熔融的液体用冷水水淬，即得高渗透多孔陶瓷膜。
实施例2
一种高渗透多孔陶瓷膜，各组分的重量份为：
高岭土55份、钾长石25份、氧化铝8份、碳酸钙8份、聚甲基丙烯酸铵1份、聚乙烯亚胺3份。
其制备方法，包括如下步骤：
按所述比例称取以上物资，混合搅拌均匀，在1300℃的高温熔块炉融化1.5h，然后在温度分别为1500℃、升温速率约20℃/min的条件下进行微波烧结，在最高烧成温度下保温25min，将熔融的液体用冷水水淬，即得高渗透多孔陶瓷膜。
实施例3
一种高渗透多孔陶瓷膜，各组分的重量份为：
高岭土55份、钾长石25份、氧化铝6份、碳酸钙8份、聚甲基丙烯酸铵3份、聚乙烯亚胺3份。
其制备方法，包括如下步骤：
按所述比例称取以上物资，混合搅拌均匀，在1330℃的高温熔块炉融化1.5h，然后在温度分别为1450℃、升温速率约20℃/min的条件下进行微波烧结，在最高烧成温度下保温15min，将熔融的液体用冷水水淬，即得高渗透多孔陶瓷膜。
实施例4
一种高渗透多孔陶瓷膜，各组分的重量份为：
高岭土57份、钾长石25份、氧化铝6份、碳酸钙6份、聚甲基丙烯酸铵3份、聚乙烯亚胺3份。
其制备方法，包括如下步骤：
按所述比例称取以上物资，混合搅拌均匀，在1300℃的高温熔块炉融化1.5h，然后在温度分别为1480℃、升温速率约23℃/min的条件下进行微波烧结，在最高烧成温度下保温15min，将熔融的液体用冷水水淬，即得高渗透多孔陶瓷膜。
实施例5
一种高渗透多孔陶瓷膜，各组分的重量份为：
高岭土60份、钾长石22份、氧化铝6份、碳酸钙6份、聚甲基丙烯酸铵3份、聚乙烯亚胺3份。
其制备方法，包括如下步骤：
按所述比例称取以上物资，混合搅拌均匀，在1310℃的高温熔块炉融化1.5h，然后在温度分别为1480℃、升温速率约23℃/min的条件下进行微波烧结，在最高烧成温度下保温25min，将熔融的液体用冷水水淬，即得高渗透多孔陶瓷膜。
Claims (5)
1.一种高渗透多孔陶瓷膜，其特征在于：各组分的重量份为：
高岭土55~60份、钾长石20~25份、氧化铝5~8份、碳酸钙5~8份、聚甲基丙烯酸铵1~3份、聚乙烯亚胺1~3份。
2.根据权利要求1所述的一种高渗透多孔陶瓷膜，其特征在于：所述的氧化铝采用质量含量为98%以上的氧化铝。
3.一种高渗透多孔陶瓷膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
按所述比例称取上述物质，混合搅拌均匀，在1300~1350℃的高温熔块炉融化1~1.5h，然后在温度分别为1450~1500℃、升温速率约20~25℃/min的条件下进行微波烧结，在最高烧成温度下保温一定时间，将熔融的液体用冷水水淬，即得高渗透多孔陶瓷膜。
4.根据权利要求3所述的一种高渗透多孔陶瓷膜的制备方法，其特征在于：所述的一定时间为15~25min。
5.根据权利要求3所述的一种高渗透多孔陶瓷膜的制备方法，其特征在于：所述的高渗透性多孔陶瓷膜，机械强度为45.2MPa，孔隙率为42%，平均孔径为2.15μm，抗弯强度32Mpa。
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