CN104785119B - 一种管式陶瓷滤芯及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种管式陶瓷滤芯，包括管式支撑基体和依次覆于所述管式支撑基体上的膜过渡层和膜分离层，及制备所述陶瓷滤芯的方法；本发明的管式陶瓷滤芯的纯水通量高达1000‑2000L/m2.h，达到目前市场上同类产品的3‑5倍，极大地提高了运行的效率，扩大了管式陶瓷滤芯的应用范围。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷滤膜领域，特别是涉及一种管式陶瓷滤芯及其制备方法。
背景技术
陶瓷滤芯，主要用于对饮用水进行过滤、抗菌和活化处理，去除有害的余氯、悬浮污染物、有机化学物质、颜色和异味，通过使用该滤芯能够过滤出达到一定饮用标准的饮用水，管式陶瓷滤芯的通量主要取决于覆于其表面的膜层，目前，滤芯的通量随着所涂膜孔径的减小而急剧下降，当膜孔径达到超滤范围时，其通量甚至会下降到300-400L/m2.h，运行的效率太低，极大地增加了用户的运行成本，从而影响了产品的应用范围。
发明内容
本发明提出一种管式陶瓷滤芯，解决目前陶瓷滤芯膜孔径达到超滤范围时水通量低的问题。
本发明所采用的技术方案如下：
一种管式陶瓷滤芯，包括管式支撑基体和依次覆于所述支撑基体上的膜过渡层和膜分离层，
所述的膜过渡层的原料重量配比如下：
氧化铝粉 100份，硝酸钙 1.8-8.4份，硝酸镁 1.8-8.4份，硝酸钇 0.8-7.8份，硝酸镧 1-8.7份，硝酸锆 1.8-13.2份，二氧化钛粉 2-14.5份，二氧化硅粉 2-9.2份，聚乙烯醇 2-5.5份，甲基纤维素 2-5.5份，阿拉伯胶粉 0.2-2.9份，磷酸三丁酯0.2-2.1份，硬脂酸单甘油脂 0.6-1.8份，水 250-600份；
所述的膜分离层的原料重量配比如下：
氧化锆粉 100份，硝酸钙 1-12.3份，硝酸镁 1-12.3份，硝酸钇 1-8.1份，硝酸镧 1-8.5份，二氧化钛粉 10-21.2份，二氧化硅粉 1-11.5份，聚乙烯醇 1-21.2份，甲基纤维素 1-21.2份，阿拉伯胶粉 1-8.5份，磷酸三丁酯 1-8.5份，氨水 0.45-6.9份，硬脂酸单甘油酯 1.2-3.6份，水 500-1500份。
优选地，所述的氧化铝粉的平均粒径为1.2-1.8um；所述的氧化锆粉的平均粒径为0.25-0.45um。
本发明另一方面还涉及一种管式陶瓷滤芯的制备方法，步骤如下：
（1）制备膜过渡层；
a.混合均匀如下原料，制成膜过渡层料浆；
所述的原料重量配比如下：
氧化铝粉 100份，硝酸钙 1.8-8.4份，硝酸镁 1.8-8.4份，硝酸钇 0.8-7.8份，硝酸镧 1-8.7份，硝酸锆 1.8-13.2份，二氧化钛粉 2-14.5份，二氧化硅粉 2-9.2份，聚乙烯醇 2-5.5份，甲基纤维素 2-5.5份，阿拉伯胶粉 0.2-2.9份，磷酸三丁酯0.2-2.1份，硬脂酸单甘油脂 0.6-1.8份，水 250-600份；
b.所述膜过渡层料浆涂膜于所述的管式支撑基体上，烘干；
c.窑炉烧制，即成；
（2）制备膜分离层；
a.混合均匀如下原料，制成膜分离层料浆；
所述原料重量配比如下：
氧化锆粉 100份，硝酸钙 1-12.3份，硝酸镁 1-12.3份，硝酸钇 1-8.1份，硝酸镧 1-8.5份，二氧化钛粉 10-21.2份，二氧化硅粉 1-11.5份，聚乙烯醇 1-21.2份，甲基纤维素 1-21.2份，阿拉伯胶粉 1-8.5份，磷酸三丁酯 1-8.5份，氨水 0.45-6.9份，硬脂酸单甘油酯 1.2-3.6份，水 500-1500份；
b.将所述膜分离层料浆涂膜于步骤（1）制备的涂有膜过渡层的管式支撑基体，烘干；
c.窑炉烧制，即成。
优选地，所述的膜过渡层料浆和膜分离层料浆放置1-3天。
优选地，所述的步骤（1）中，窑炉烧制温度为1250-1600℃。
优选地，所述的步骤（2）中，窑炉烧制温度为950-1400℃。
优选地，所述的氧化铝粉的平均粒径为1.2-1.8um；所述的氧化锆粉的平均粒径为0.25-0.45um。
本发明的有益效果如下：
本发明的管式陶瓷滤芯的纯水通量高达1000-2000L/m2.h，达到目前市场上同类产品的3-5倍，极大地提高了运行的效率，扩大了管式陶瓷滤芯的应用范围。
附图说明
图1为本发明实施例1的显微图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
（1）制备膜过渡层；膜过渡层原料的重量配比如下：氧化铝粉（平均粒径为1.2-1.8um） 20kg，硝酸钙 0.38kg，硝酸镁 0.4kg，硝酸钇 0.46kg，硝酸锆 1.95kg，硝酸镧 0.2kg，超细二氧化钛粉 0.56kg，超细二氧化硅粉1.6kg，聚乙烯醇0.46kg，甲基纤维素0.48kg，阿拉伯胶粉0.25kg，磷酸三丁酯 0.048kg，硬脂酸单甘油脂 0.32kg，水80kg。
充分搅拌均匀后，静置1-3天备用，用涂膜机涂膜于管式支撑基体后在120℃温度下烘干，装入1300℃窑炉中烧结。
（2）制备膜分离层；膜分离层原料的重量配比如下：超细高纯氧化锆粉（平均粒度0.25-0.45um） 10kg，硝酸钙 0.12kg，硝酸镁 0.16kg，硝酸钇0.8kg，硝酸镧 0.72kg，超细二氧化钛粉 1.88kg，超细二氧化硅粉0.33kg，聚乙烯醇0.42kg，甲基纤维素1.93kg，阿拉伯胶粉0.62kg，磷酸三丁酯0.2kg；氨水0.065kg，硬脂酸单甘油脂0.183kg，水 60kg。静置1-3天备用。
将膜分离层涂膜机涂膜步骤（1）中制备的涂有膜过渡层的管式支撑基体后，在120℃温度下烘干，装入1150℃窑炉中烧结。
实施例2
（1）制备膜过渡层；膜过渡层原料的重量配比如下：氧化铝粉（平均粒径为1.2-1.8um） 100kg，硝酸钙 1.8kg，硝酸镁 1.8kg；硝酸钇 0.8kg，硝酸锆 1.8kg，硝酸镧1kg，超细二氧化钛粉 2kg，超细二氧化硅粉 3kg，聚乙烯醇 2kg，甲基纤维素 5.5kg，阿拉伯胶粉 0.25kg，磷酸三丁酯 0.6kg，硬脂酸单甘油脂 1.2kg，水 250kg。
充分搅拌均匀后，静置1-3天备用，用涂膜机涂膜于管式支撑基体后在120℃温度下烘干，装入1500℃窑炉中烧结。
（2）制备膜分离层；膜分离层原料的重量配比如下：超细高纯氧化锆粉（平均粒度0.25-0.45um） 100kg，硝酸钙 12.3kg，硝酸镁12.3kg，硝酸钇1kg，硝酸镧 1kg，超细二氧化钛粉 10kg，超细二氧化硅粉11kg，聚乙烯醇1kg，甲基纤维素 1.93kg，阿拉伯胶粉1kg，磷酸三丁酯1kg，氨水 0.45kg，硬脂酸单甘油脂 1.25kg，水 600kg。静置1-3天备用。
将膜分离层涂膜机涂膜步骤（1）中制备的涂有膜过渡层的管式支撑基体后，在120℃温度下烘干，装入960℃窑炉中烧结。
实施例3
（1）制备膜过渡层；膜过渡层原料的重量配比如下：氧化铝粉（平均粒径为1.2-1.8um） 10kg，硝酸钙 1.2kg，硝酸镁 1.2kg；硝酸钇 0.1kg，硝酸锆 1.32kg，硝酸镧0.8kg，超细二氧化钛粉 1.3kg，超细二氧化硅粉 1.4kg，聚乙烯醇 0.9kg，甲基纤维素0.3kg，阿拉伯胶粉 0.25kg，磷酸三丁酯 0.6kg，硬脂酸单甘油脂 1.2kg，水 30kg。
充分搅拌均匀后，静置1-3天备用，用涂膜机涂膜于管式支撑基体后在120℃温度下烘干，装入1350℃窑炉中烧结。
（2）制备膜分离层；膜分离层原料的重量配比如下：超细高纯氧化锆粉（平均粒度0.25-0.45um） 10kg，硝酸钙 0.6kg，硝酸镁0.6kg，硝酸钇0.3kg，硝酸镧 1kg，超细二氧化钛粉 2kg，超细二氧化硅粉 1kg，聚乙烯醇 1kg，甲基纤维素 1.93kg，阿拉伯胶粉0.8kg，磷酸三丁酯0.8kg，氨水 0.2kg，硬脂酸单甘油脂 0.25kg，水 150kg。
将膜分离层涂膜机涂膜步骤（1）中制备的涂有膜过渡层的管式支撑基体后，在120℃温度下烘干，装入1350℃窑炉中烧结。
如图1所示的显微图，其中，实施例1制备的管式陶瓷滤芯，其膜过渡层厚度为190um，膜分离层厚度为31.4um。
其中，实施例1-3所制备的管式陶瓷滤芯，其中孔径为20nm，利用本领域人员的检测方法进行检测；如表1所示：
表1实施例1-3的检测数据
实施例1-3所制备的陶瓷滤芯，其中纯水通量为1600L/(m2*h)左右，最小泡压为0.5Mpa左右，优于目前现有的管式陶瓷滤芯。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种管式陶瓷滤芯，包括管式支撑基体和依次覆于所述管式支撑基体上的膜过渡层和膜分离层，其特征在于：
所述的膜过渡层的原料重量配比如下：
氧化铝粉 100份，硝酸钙 1.8-8.4份，硝酸镁 1.8-8.4份，硝酸钇 0.8-7.8份，硝酸镧 1-8.7份，硝酸锆 1.8-13.2份，二氧化钛粉 2-14.5份，二氧化硅粉 2-9.2份，聚乙烯醇 2-5.5份，甲基纤维素 2-5.5份，阿拉伯胶粉 0.2-2.9份，磷酸三丁酯 0.2-2.1份，硬脂酸单甘油脂 0.6-1.8份，水 250-600份；
所述的膜分离层的原料重量配比如下：
氧化锆粉 100份，硝酸钙 1-12.3份，硝酸镁 1-12.3份，硝酸钇 1-8.1份，硝酸镧1-8.5份， 二氧化钛粉 10-21.2份， 二氧化硅粉 1-11.5份，聚乙烯醇 1-21.2份， 甲基纤维素 1-21.2份，阿拉伯胶粉 1-8.5份，磷酸三丁酯 1-8.5份，氨水 0.45-6.9份，硬脂酸单甘油酯 1.2-3.6份，水 500-1500份。
2.如权利要求1所述的一种管式陶瓷滤芯，其特征是：所述的氧化铝粉的平均粒径为1.2-1.8um；所述的氧化锆粉的平均粒径为0.25-0.45um。
3.一种管式陶瓷滤芯的制备方法，其特征是，步骤如下：
(1)制备膜过渡层；
a.混合均匀如下原料，制成膜过渡层料浆；
所述的原料重量配比如下：
氧化铝粉 100份，硝酸钙 1.8-8.4份，硝酸镁 1.8-8.4份，硝酸钇 0.8-7.8份，硝酸镧 1-8.7份，硝酸锆 1.8-13.2份，二氧化钛粉 2-14.5份，二氧化硅粉 2-9.2份，聚乙烯醇 2-5.5份，甲基纤维素 2-5.5份，阿拉伯胶粉 0.2-2.9份，磷酸三丁酯 0.2-2.1份，硬脂酸单甘油脂 0.6-1.8份，水 250-600份；
b.将所述膜过渡层料浆涂膜于管式支撑基体上，烘干；
c.窑炉烧制，即成；
(2)制备膜分离层；
a.混合均匀如下原料，制成膜分离层料浆；
所述原料重量配比如下：
氧化锆粉 100份，硝酸钙 1-12.3份，硝酸镁 1-12.3份，硝酸钇 1-8.1份，硝酸镧 1-8.5份，二氧化钛粉 10-21.2份，二氧化硅粉 1-11.5份，聚乙烯醇 1-21.2份，甲基纤维素1-21.2份，阿拉伯胶粉 1-8.5份，磷酸三丁酯 1-8.5份，氨水 0.45-6.9份，硬脂酸单甘油酯1.2-3.6份，水 500-1500份；
b.所述膜分离层料浆涂膜于步骤(1)制备的涂有膜过渡层的管式支撑基体，烘干；
c.窑炉烧制，即成。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征是：所述膜过渡层料浆和所述膜分离层料浆放置1-3天。
5.如权利要求3所述的制备方法，其特征是：所述的步骤(1)中，窑炉烧制温度为1250-1600℃。
6.如权利要求3所述的制备方法，其特征是：所述的步骤(2)中，窑炉烧制温度为950-1400℃。
7.如权利要求3所述的制备方法，其特征是：所述的氧化铝粉的平均粒径为1.2-1.8um；所述的氧化锆粉的平均粒径为0.25-0.45um。
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