CN104258741B - 一种具有过滤功能的陶瓷膜支撑体及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种具有过滤功能的陶瓷膜支撑体，由包括下述组分的氧化铝组合物制备而成：氧化铝65～90％、成型助剂0.5～5％、以及粘结剂10～30％，其中，所述氧化铝的粒径为0.5～80微米。本发明还提供了上述陶瓷膜支撑体的制备方法，主要通过注射成型。本发明通过优化陶瓷膜支撑体的配方，主要通过注射成型，易于量产，陶瓷膜支撑体最终为平板状，微观结构多孔、多通道，通过调节组分比例可以实现过滤孔径的改变，从而控制过滤级别，最小能达到超滤效果，而且装卸和清洗方便，可用于生活污水、工业污水等的过滤处理环节。

Description

一种具有过滤功能的陶瓷膜支撑体及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于新材料技术加工领域，尤其涉及一种具有过滤功能的陶瓷膜支撑体及其制备方法和应用。
背景技术
近年来，“癌症村”、“镉大米”、“雾霾”等频繁出现，引起了人们对环境污染的高度重视。上述现象大多因水体和土壤被重金属和有毒有机物污染而形成，有数据表面我国的污水排放量远超过环境容量，其中化学需氧量排放总量超过3000万吨，超出环境容量四倍以上。污水过度排放的结果就是目前极为严峻的水污染形势。面对污染目前有很多水处理技术，包括生物法、生物化学法、絮凝沉降法、膜分离法、光催化降解法、臭氧氧化法等等。由于废污水种类繁杂，通常需要将多种技术结合才能获得良好的水处理效果。
发明内容
针对于现有技术中存在的问题，本发明从过滤污水处理最首当其冲的过滤环节进行改良，提供一种具有过滤功能的陶瓷膜支撑体，易于过滤且效果高效可控，装卸和清洗方便。
本发明的第一个方面是提供一种氧化铝组合物，按照重量百分比计，其组分包括：氧化铝65～90％、成型助剂0.5～5％、以及粘结剂10～30％，其中，所述氧化铝的粒径为0.5～80微米。
优选地，所述氧化铝组合物的组分包括：氧化铝70～85％、成型助剂1～3％、以及粘结剂12～27％。
优选地，所述氧化铝的粒径为4～40微米，例如4微米、10微米、15微米、20微米、25微米、40微米等。
优选地，所述氧化铝包括至少两种不同的粒径，即所述氧化铝由至少两种不同粒径的氧化铝颗粒复配而成。
优选地，所述成型助剂选自钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌等中的一种或多种。
优选地，所述粘结剂选自聚甲醛及改性过的聚甲醛、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛等中的一种或多种。
本发明的第二个方面是提供一种具有过滤功能的陶瓷膜支撑体，所述陶瓷膜支撑体由本发明第一个方面所述的任意一种氧化铝组合物制备而成。
本发明的第三个方面是提供一种制备本发明第二个方面所述的具有过滤功能的陶瓷膜支撑体的方法，包括以下步骤：
步骤1，将本发明第一个方面所述的任意一种氧化铝组合物的所有组分混合均匀；
步骤2，通过双螺杆挤出机进行造粒，造粒温度范围为160～195℃；
步骤3，将颗粒通过注塑机射出成型薄片，射出温度范围为160～200℃，射出压力为50～70％，射出速度为50～80％；
步骤4，将射出成型的薄片放入脱脂炉中脱脂，脱脂气氛为氨气，催化剂为汽化硝酸，脱脂温度为100～125℃，脱脂时间为1～8h；
步骤5，脱脂后的薄片在1350～1650℃的温度中烧结1～12小时，即得。
本发明的第四个方面是提供一种权利要求7所述的具有过滤功能的陶瓷膜支撑体在污水处理中的应用。
所述污水可以是生活污水，也可以是工业污水。
本发明通过优化陶瓷膜支撑体的配方，主要通过注射成型，易于量产，陶瓷膜支撑体最终为平板状，微观结构多孔、多通道，通过调节组分比例可以实现过滤孔径的改变，从而控制过滤级别，最小能达到超滤效果，而且装卸和清洗方便，可用于生活污水、工业污水等的过滤处理环节。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明作进一步的说明，以更好地理解本发明。
实施例1
一种具有过滤功能的陶瓷膜支撑体，其组分配比包括：氧化铝75％、硅烷偶联剂2％、硬脂酸1％、聚甲醛22％。其中，氧化铝由10、15微米两种粒径复配而成，两种粒径的氧化铝复配比例为8：2。
将所有组分加入到高速搅拌机，混合8min；然后通过双螺杆挤出机进行造粒，造粒温度范围为180℃；将颗粒通过注塑机射出成型薄片，射出温度范围为180℃，射出压力为80％，射出速度为75％；再将射出成型的薄片放入脱脂炉中脱脂，脱脂气氛为氨气，催化剂为汽化硝酸，脱脂温度为120℃，脱脂时间为7小时；脱脂后的薄片在1500℃的温度中烧结10小时，即得陶瓷膜支撑体。该陶瓷膜支撑体最终为平板状，微观结构多孔、多通道。
经检测，制得的陶瓷膜支撑体的厚度约为7.5毫米，气孔率为52％，平均孔径为1.1微米。
实施例2
一种具有过滤功能的陶瓷膜支撑体，其组分配比包括：氧化铝80％、酞酸酯偶联剂2.5％、硬脂酸0.5％、聚甲醛15％、聚乙烯醇2％。其中，氧化铝由10、25、40微米三种粒径复配而成，三种粒径的氧化铝复配比例为2：5：3。
将所有组分加入到高速搅拌机，混合8min；然后通过双螺杆挤出机进行造粒，造粒温度范围为170℃；将颗粒通过注塑机射出成型薄片，射出温度范围为190℃，射出压力为50％，射出速度为50％；再将射出成型的薄片放入脱脂炉中脱脂，脱脂气氛为氨气，催化剂为汽化硝酸，脱脂温度为110℃，脱脂时间为6小时；脱脂后的薄片在1600℃的温度中烧结12小时，即得陶瓷膜支撑体。该陶瓷膜支撑体最终为平板状，微观结构多孔、多通道。
经检测，制得的陶瓷膜支撑体的厚度约为7.5毫米，气孔率为60％，平均孔径为0.95微米。
实施例3
一种具有过滤功能的陶瓷膜支撑体，其组分配比包括：氧化铝72％、铝酸酯偶联剂3％、聚甲醛18％、聚乙烯醇缩甲醛7％。其中，氧化铝由10、25、40微米三种粒径复配而成，三种粒径的氧化铝复配比例为6：2：2。
将所有组分加入到高速搅拌机，混合8min；然后通过双螺杆挤出机进行造粒，造粒温度范围为190℃；将颗粒通过注塑机射出成型薄片，射出温度范围为160℃，射出压力为80％，射出速度为80％；再将射出成型的薄片放入脱脂炉中脱脂，脱脂气氛为氨气，催化剂为汽化硝酸，脱脂温度为125℃，脱脂时间为8小时；脱脂后的薄片在1600℃的温度中烧结12小时，即得陶瓷膜支撑体。该陶瓷膜支撑体最终为平板状，微观结构多孔、多通道。
经检测，制得的陶瓷膜支撑体的厚度约为7.5毫米，气孔率为58％，平均孔径为0.10微米。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (5)

1.一种具有过滤功能的陶瓷膜支撑体，其特征在于，所述陶瓷膜支撑体由氧化铝组合物制备而成，所述的氧化铝组合物，其特征在于，按照重量百分比计，其组分包括：氧化铝65～90％、成型助剂0.5～5％、以及粘结剂10～30％，其中，所述氧化铝的粒径为0.5～80微米；
所述成型助剂选自钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌中的一种或多种；
所述粘结剂选自聚甲醛及改性过的聚甲醛、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛中的一种或多种；
其制备方法包括以下步骤：
步骤1，所述的氧化铝组合物的所有组分混合均匀；
步骤2，通过双螺杆挤出机进行造粒，造粒温度范围为160～195℃；
步骤3，将颗粒通过注塑机射出成型薄片，射出温度范围为160～200℃，射出压力为50～70％，射出速度为50～80％；
步骤4，将射出成型的薄片放入脱脂炉中脱脂，脱脂气氛为氨气，催化剂为汽化硝酸，脱脂温度为100～125℃，脱脂时间为1～8h；
步骤5，脱脂后的薄片在1350～1650℃的温度中烧结1～12小时，即得。
2.根据权利要求1所述的陶瓷膜支撑体，其特征在于，所述的氧化铝组合包括：氧化铝70～85％、成型助剂1～3％、以及粘结剂12～27％。
3.根据权利要求1所述的陶瓷膜支撑体，其特征在于，所述氧化铝的粒径为4～40微米。
4.根据权利要求1所述的陶瓷膜支撑体，其特征在于，所述氧化铝包括至少两种不同的粒径。
5.一种权利要求1所述的具有过滤功能的陶瓷膜支撑体在污水处理中的应用。
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