CN106145264A - 一种水处理复合过滤膜 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种水处理复合过滤膜，所述过滤膜中间设置为支撑体，所述支撑体为碳化硅颗粒压制而成，所述支撑体上下对称依次设置有不锈钢膜、填孔剂、纤维混合料、粘结剂混合料和超亲水超疏油不锈钢膜；所述不锈钢膜表面喷涂有成膜剂；所述成膜剂为超亲水超疏油膜，所述成膜剂由纳米硅溶胶、羟基丙烯酸树脂水分散体、PVA溶液以及交联剂戊二醛构成，所述纳米硅溶胶含有二氧化钛颗粒。
Description
技术领域
本申请涉及过滤领域，尤其涉及一种水处理复合过滤膜。
背景技术
生活污水及工业废水的大量排放，海上漏油事故的频繁发生，其含油废水对环境造成了巨大的危害。比如，石油漂浮在海面上，会迅速形成一层油膜，从而破坏海洋生态平衡，生活污水中含油物质的存在也会大大增加污水处理的难度。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种水处理复合过滤膜。
本申请通过以下技术方案实现：
一种水处理复合过滤膜，所述过滤膜中间设置为支撑体，所述支撑体为碳化硅颗粒压制而成，所述支撑体上下对称依次设置有不锈钢膜、填孔剂、纤维混合料、粘结剂混合料和超亲水超疏油不锈钢膜；所述不锈钢膜表面喷涂有成膜剂；所述成膜剂为超亲水超疏油膜，所述成膜剂由纳米硅溶胶、羟基丙烯酸树脂水分散体、PVA溶液以及交联剂戊二醛构成，所述纳米硅溶胶含有二氧化钛颗粒。
优选地，所述复合过滤膜的制备步骤如下：
步骤一，制备不锈钢膜：
a)制备纳米硅溶胶：将50g四乙氧基硅烷、10g二氧化钛颗粒、100g无水乙醇和20g去离子水混合放进烧杯中，然后在70℃水浴中处理30min，同时不断搅拌，随后滴加质量分数为15％的氨水0.5g，50℃水浴中保温4h后制备得到纳米硅溶胶；
b)配制PVA水溶液：将1000ml烧杯洗净干燥称重，得质量m1，然后在烧杯内加入760g去离子水，在97℃恒温水浴锅内加入，搅拌，待水温升至97℃后，缓慢加入40gPVA，边加边搅拌直至PVA完全溶解。待PVA完全溶解后将其水溶液自然冷却，静置直至气泡完全消失，然后称重得m2，最后补加去离子水，质量为m1+800-m2，搅拌均匀备用；
c)将纳米硅溶胶、羟基丙烯酸树脂水分散体、PVA溶液、以及交联剂戊二醛按照2:1:4:1比例配制成成膜剂，然后将300目不锈钢丝网依次按照清水、丙酮、乙醇、去离子水的顺序分别超声清洗20min，晾干，将成膜剂采用高压喷涂的方式喷涂到晾干后的不锈钢丝网表面，然后将不锈钢丝网放到烘箱中，120℃烘干30min，如此，反复喷涂5次，得到不锈钢膜。步骤二，配制CMC溶液：
配制浓度2wt％的羧甲基纤维素钠(CMC)溶液，具体方法为：取2g羧甲基纤维素钠粉料放入烧杯，然后加入足量的去离子水，并在磁力搅拌下煮沸，直至溶液总重量为l00g。
步骤三，制备陶瓷粘结剂：
陶瓷粘结剂按照质量分数称取钾长石、高岭土和石英粉，将其混合、球磨30h，即得陶瓷粘结剂。
步骤四，制备过滤膜：
首先将粒径为450μm碳化硅颗粒加入CMC溶液中，并搅拌均匀；再分别将15wt％陶瓷粘结剂和12wt％活性炭加入，并搅拌至均匀后，干压成型，压力为26Mpa，制得支撑体；将支撑体上下两面用不锈钢膜覆盖并固定；然后在支撑体表面上分散涂铺一层填孔剂粉末活性炭，再在其表面涂铺1:1的陶瓷粘结剂和莫来石的纤维混合料，干压成型，压力为4Mpa；再在其表面涂铺粘结剂混合料，粘结剂混合料中含陶瓷粘结剂和碳化硅，其中陶瓷粘结剂为15wt％，在10Mpa下干压压制成型；然后再固定不锈钢膜最后，最后将其在1300℃下烧结3h，即得超亲水超疏油型复合碳化硅陶瓷过滤膜。
本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
1.本申请的复合过滤膜以大颗粒碳化硅为多孔陶瓷支撑体，在支撑体上下表面固定有超亲水超疏水不锈钢膜，然后采用活性炭为填孔剂，并在其表面涂覆有纤维混合料，大颗粒碳化硅支撑体由于孔隙较大，可以调节过滤压降，减小过滤能耗；在支撑体上下表面固定有不锈钢膜，不锈钢膜表面涂覆有富含羟基的亲水基团作为成膜物质，掺杂亲水无机纳米SiO2颗粒，形成超亲水超疏油的油水分离膜，本申请的过滤膜在过滤气体的同时可以减小含油物质对碳化硅的污染，提高使用寿命；
2.本申请的复合过滤膜由于具备油水分离性能，也可以用以处理污水，该过程中，碳化硅支撑体起到渗透膜作用。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是本申请的复合过滤膜的制备流程图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
目前，随着工业化的发展，产生大量废气，废气直接排到大气中，许多工业烟气属于高温烟气，如冶炼、焚烧、火力发电、燃煤锅炉等。由于燃煤等不充分，造成了能源利用率较低，同时，更严重的是，煤炭的直接燃烧带来了严重的环境污染，二氧化碳、二氧化硫及烟尘等都是煤燃烧的产物，特别是燃烧产生的烟尘，大量漂浮在空气中，造成了目前的雾霾污染，此外，据报道汽车排放的尾气，同样存在大量颗粒物，对排放气体的净化已经迫在眉睫。
生活污水及工业废水的大量排放，海上漏油事故的频繁发生，其含油废水对环境造成了巨大的危害。比如，石油漂浮在海面上，会迅速形成一层油膜，从而破坏海洋生态平衡，生活污水中含油物质的存在也会大大增加污水处理的难度。
目前，针对含颗粒废气的处理，大多采用过滤系统，比如陶瓷和金属类多孔材料等，但是该类材料存在使用寿命短，功能较单一，容易受到水汽影响等问题。
实施例一：
本申请的实施例涉及一种水处理复合过滤膜，所述过滤膜中间设置为支撑体，所述支撑体为碳化硅颗粒压制而成，所述支撑体上下对称依次设置有不锈钢膜、填孔剂、纤维混合料、粘结剂混合料和超亲水超疏油不锈钢膜；所述不锈钢膜表面喷涂有成膜剂；所述成膜剂为超亲水超疏油膜，所述成膜剂由纳米硅溶胶、羟基丙烯酸树脂水分散体、PVA溶液以及交联剂戊二醛构成，所述纳米硅溶胶含有二氧化钛颗粒。
优选地，如图1所述复合过滤膜的制备步骤如下：
步骤一，制备不锈钢膜：
a)制备纳米硅溶胶：将50g四乙氧基硅烷、10g二氧化钛颗粒、100g无水乙醇和20g去离子水混合放进烧杯中，然后在70℃水浴中处理30min，同时不断搅拌，随后滴加质量分数为15％的氨水0.5g，50℃水浴中保温4h后制备得到纳米硅溶胶；
b)配制PVA水溶液：将1000ml烧杯洗净干燥称重，得质量m1，然后在烧杯内加入760g去离子水，在97℃恒温水浴锅内加入，搅拌，待水温升至97℃后，缓慢加入40gPVA，边加边搅拌直至PVA完全溶解。待PVA完全溶解后将其水溶液自然冷却，静置直至气泡完全消失，然后称重得m2，最后补加去离子水，质量为m1+800-m2，搅拌均匀备用；
c)将纳米硅溶胶、羟基丙烯酸树脂水分散体、PVA溶液、以及交联剂戊二醛按照2:1:4:1比例配制成成膜剂，然后将300目不锈钢丝网依次按照清水、丙酮、乙醇、去离子水的顺序分别超声清洗20min，晾干，将成膜剂采用高压喷涂的方式喷涂到晾干后的不锈钢丝网表面，然后将不锈钢丝网放到烘箱中，120℃烘干30min，如此，反复喷涂5次，得到不锈钢膜。
步骤二，配制CMC溶液：
配制浓度2wt％的羧甲基纤维素钠(CMC)溶液，具体方法为：取2g羧甲基纤维素钠粉料放入烧杯，然后加入足量的去离子水，并在磁力搅拌下煮沸，直至溶液总重量为l00g。
步骤三，制备陶瓷粘结剂：
陶瓷粘结剂按照质量分数称取钾长石、高岭土和石英粉，将其混合、球磨30h，即得陶瓷粘结剂。
步骤四，制备过滤膜：
首先将粒径为450μm碳化硅颗粒加入CMC溶液中，并搅拌均匀；再分别将15wt％陶瓷粘结剂和12wt％活性炭加入，并搅拌至均匀后，干压成型，压力为26Mpa，制得支撑体；将支撑体上下两面用不锈钢膜覆盖并固定；然后在支撑体表面上分散涂铺一层填孔剂粉末活性炭，再在其表面涂铺1:1的陶瓷粘结剂和莫来石的纤维混合料，干压成型，压力为4Mpa；再在其表面涂铺粘结剂混合料，粘结剂混合料中含陶瓷粘结剂和碳化硅，其中陶瓷粘结剂为15wt％，在10Mpa下干压压制成型；然后再固定不锈钢膜最后，最后将其在1300℃下烧结3h，即得超亲水超疏油型复合碳化硅陶瓷过滤膜。
本申请的复合过滤膜以大颗粒碳化硅为多孔陶瓷支撑体，在支撑体上下表面固定有超亲水超疏水不锈钢膜，然后采用活性炭为填孔剂，并在其表面涂覆有纤维混合料，在过滤气体的同时可以减小含油物质对碳化硅的污染，提高使用寿命；本申请的过滤膜由于具备油水分离性能，也可以用以处理污水，该过程中，碳化硅支撑体起到渗透膜作用。
当不锈钢表面纳米SiO2颗粒掺杂量为28％时，有很好的油水分离效果，分离效率达99.5％以上；本申请的烧结温度为1300℃，粘结剂为15wt％，当测试气体流速为0.01m/s时，过滤压降为3.7hPa。
实施例二：
本申请的实施例涉及一种水处理复合过滤膜，所述过滤膜中间设置为支撑体，所述支撑体为碳化硅颗粒压制而成，所述支撑体上下对称依次设置有不锈钢膜、填孔剂、纤维混合料、粘结剂混合料和超亲水超疏油不锈钢膜；所述不锈钢膜表面喷涂有成膜剂；所述成膜剂为超亲水超疏油膜，所述成膜剂由纳米硅溶胶、羟基丙烯酸树脂水分散体、PVA溶液以及交联剂戊二醛构成，所述纳米硅溶胶含有二氧化钛颗粒。
优选地，如图1所述复合过滤膜的制备步骤如下：
步骤一，制备不锈钢膜：
a)制备纳米硅溶胶：将50g四乙氧基硅烷、10g二氧化钛颗粒、100g无水乙醇和20g去离子水混合放进烧杯中，然后在70℃水浴中处理30min，同时不断搅拌，随后滴加质量分数为15％的氨水0.5g，50℃水浴中保温4h后制备得到纳米硅溶胶；
b)配制PVA水溶液：将1000ml烧杯洗净干燥称重，得质量m1，然后在烧杯内加入760g去离子水，在97℃恒温水浴锅内加入，搅拌，待水温升至97℃后，缓慢加入40gPVA，边加边搅拌直至PVA完全溶解。待PVA完全溶解后将其水溶液自然冷却，静置直至气泡完全消失，然后称重得m2，最后补加去离子水，质量为m1+800-m2，搅拌均匀备用；
c)将纳米硅溶胶、羟基丙烯酸树脂水分散体、PVA溶液、以及交联剂戊二醛按照2:1:4:1比例配制成成膜剂，然后将300目不锈钢丝网依次按照清水、丙酮、乙醇、去离子水的顺序分别超声清洗20min，晾干，将成膜剂采用高压喷涂的方式喷涂到晾干后的不锈钢丝网表面，然后将不锈钢丝网放到烘箱中，120℃烘干30min，如此，反复喷涂5次，得到不锈钢膜。
步骤二，配制CMC溶液：
配制浓度2wt％的羧甲基纤维素钠(CMC)溶液，具体方法为：取2g羧甲基纤维素钠粉料放入烧杯，然后加入足量的去离子水，并在磁力搅拌下煮沸，直至溶液总重量为l00g。
步骤三，制备陶瓷粘结剂：
陶瓷粘结剂按照质量分数称取钾长石、高岭土和石英粉，将其混合、球磨30h，即得陶瓷粘结剂。
步骤四，制备过滤膜：
首先将粒径为450μm碳化硅颗粒加入CMC溶液中，并搅拌均匀；再分别将15wt％陶瓷粘结剂和12wt％活性炭加入，并搅拌至均匀后，干压成型，压力为26Mpa，制得支撑体；将支撑体上下两面用不锈钢膜覆盖并固定；然后在支撑体表面上分散涂铺一层填孔剂粉末活性炭，再在其表面涂铺1:1的陶瓷粘结剂和莫来石的纤维混合料，干压成型，压力为4Mpa；再在其表面涂铺粘结剂混合料，粘结剂混合料中含陶瓷粘结剂和碳化硅，其中陶瓷粘结剂为15wt％，在10Mpa下干压压制成型；然后再固定不锈钢膜最后，最后将其在1300℃下烧结3h，即得超亲水超疏油型复合碳化硅陶瓷过滤膜。
本申请的复合过滤膜以大颗粒碳化硅为多孔陶瓷支撑体，在支撑体上下表面固定有超亲水超疏水不锈钢膜，然后采用活性炭为填孔剂，并在其表面涂覆有纤维混合料，在过滤气体的同时可以减小含油物质对碳化硅的污染，提高使用寿命；本申请的过滤膜由于具备油水分离性能，也可以用以处理污水，该过程中，碳化硅支撑体起到渗透膜作用。
当不锈钢表面纳米SiO2颗粒掺杂量为33％时，有很好的油水分离效果，分离效率达96％以上；本申请的烧结温度为1300℃，粘结剂为15wt％，当测试气体流速为0.01m/s时，过滤压降为3.7hPa。
实施例三：
本申请的实施例涉及一种水处理复合过滤膜，所述过滤膜中间设置为支撑体，所述支撑体为碳化硅颗粒压制而成，所述支撑体上下对称依次设置有不锈钢膜、填孔剂、纤维混合料、粘结剂混合料和超亲水超疏油不锈钢膜；所述不锈钢膜表面喷涂有成膜剂；所述成膜剂为超亲水超疏油膜，所述成膜剂由纳米硅溶胶、羟基丙烯酸树脂水分散体、PVA溶液以及交联剂戊二醛构成，所述纳米硅溶胶含有二氧化钛颗粒。
优选地，如图1所述复合过滤膜的制备步骤如下：
步骤一，制备不锈钢膜：
a)制备纳米硅溶胶：将50g四乙氧基硅烷、10g二氧化钛颗粒、100g无水乙醇和20g去离子水混合放进烧杯中，然后在70℃水浴中处理30min，同时不断搅拌，随后滴加质量分数为15％的氨水0.5g，50℃水浴中保温4h后制备得到纳米硅溶胶；
b)配制PVA水溶液：将1000ml烧杯洗净干燥称重，得质量m1，然后在烧杯内加入760g去离子水，在97℃恒温水浴锅内加入，搅拌，待水温升至97℃后，缓慢加入40gPVA，边加边搅拌直至PVA完全溶解。待PVA完全溶解后将其水溶液自然冷却，静置直至气泡完全消失，然后称重得m2，最后补加去离子水，质量为m1+800-m2，搅拌均匀备用；
c)将纳米硅溶胶、羟基丙烯酸树脂水分散体、PVA溶液、以及交联剂戊二醛按照2:1:4:1比例配制成成膜剂，然后将300目不锈钢丝网依次按照清水、丙酮、乙醇、去离子水的顺序分别超声清洗20min，晾干，将成膜剂采用高压喷涂的方式喷涂到晾干后的不锈钢丝网表面，然后将不锈钢丝网放到烘箱中，120℃烘干30min，如此，反复喷涂5次，得到不锈钢膜。
步骤二，配制CMC溶液：
配制浓度2wt％的羧甲基纤维素钠(CMC)溶液，具体方法为：取2g羧甲基纤维素钠粉料放入烧杯，然后加入足量的去离子水，并在磁力搅拌下煮沸，直至溶液总重量为l00g。
步骤三，制备陶瓷粘结剂：
陶瓷粘结剂按照质量分数称取钾长石、高岭土和石英粉，将其混合、球磨30h，即得陶瓷粘结剂。
步骤四，制备过滤膜：
首先将粒径为450μm碳化硅颗粒加入CMC溶液中，并搅拌均匀；再分别将15wt％陶瓷粘结剂和12wt％活性炭加入，并搅拌至均匀后，干压成型，压力为26Mpa，制得支撑体；将支撑体上下两面用不锈钢膜覆盖并固定；然后在支撑体表面上分散涂铺一层填孔剂粉末活性炭，再在其表面涂铺1:1的陶瓷粘结剂和莫来石的纤维混合料，干压成型，压力为4Mpa；再在其表面涂铺粘结剂混合料，粘结剂混合料中含陶瓷粘结剂和碳化硅，其中陶瓷粘结剂为15wt％，在10Mpa下干压压制成型；然后再固定不锈钢膜最后，最后将其在1300℃下烧结3h，即得超亲水超疏油型复合碳化硅陶瓷过滤膜。
本申请的复合过滤膜以大颗粒碳化硅为多孔陶瓷支撑体，在支撑体上下表面固定有超亲水超疏水不锈钢膜，然后采用活性炭为填孔剂，并在其表面涂覆有纤维混合料，在过滤气体的同时可以减小含油物质对碳化硅的污染，提高使用寿命；本申请的过滤膜由于具备油水分离性能，也可以用以处理污水，该过程中，碳化硅支撑体起到渗透膜作用。
当不锈钢表面纳米SiO2颗粒掺杂量为38％时，有很好的油水分离效果，分离效率达93％以上；本申请的烧结温度为1300℃，粘结剂为15wt％，当测试气体流速为0.01m/s时，过滤压降为3.7hPa。
实施例四：
本申请的实施例涉及一种水处理复合过滤膜，所述过滤膜中间设置为支撑体，所述支撑体为碳化硅颗粒压制而成，所述支撑体上下对称依次设置有不锈钢膜、填孔剂、纤维混合料、粘结剂混合料和超亲水超疏油不锈钢膜；所述不锈钢膜表面喷涂有成膜剂；所述成膜剂为超亲水超疏油膜，所述成膜剂由纳米硅溶胶、羟基丙烯酸树脂水分散体、PVA溶液以及交联剂戊二醛构成，所述纳米硅溶胶含有二氧化钛颗粒。
优选地，如图1所述复合过滤膜的制备步骤如下：
步骤一，制备不锈钢膜：
a)制备纳米硅溶胶：将50g四乙氧基硅烷、10g二氧化钛颗粒、100g无水乙醇和20g去离子水混合放进烧杯中，然后在70℃水浴中处理30min，同时不断搅拌，随后滴加质量分数为15％的氨水0.5g，50℃水浴中保温4h后制备得到纳米硅溶胶；
b)配制PVA水溶液：将1000ml烧杯洗净干燥称重，得质量m1，然后在烧杯内加入760g去离子水，在97℃恒温水浴锅内加入，搅拌，待水温升至97℃后，缓慢加入40gPVA，边加边搅拌直至PVA完全溶解。待PVA完全溶解后将其水溶液自然冷却，静置直至气泡完全消失，然后称重得m2，最后补加去离子水，质量为m1+800-m2，搅拌均匀备用；
c)将纳米硅溶胶、羟基丙烯酸树脂水分散体、PVA溶液、以及交联剂戊二醛按照2:1:4:1比例配制成成膜剂，然后将300目不锈钢丝网依次按照清水、丙酮、乙醇、去离子水的顺序分别超声清洗20min，晾干，将成膜剂采用高压喷涂的方式喷涂到晾干后的不锈钢丝网表面，然后将不锈钢丝网放到烘箱中，120℃烘干30min，如此，反复喷涂5次，得到不锈钢膜。
步骤二，配制CMC溶液：
配制浓度2wt％的羧甲基纤维素钠(CMC)溶液，具体方法为：取2g羧甲基纤维素钠粉料放入烧杯，然后加入足量的去离子水，并在磁力搅拌下煮沸，直至溶液总重量为l00g。
步骤三，制备陶瓷粘结剂：
陶瓷粘结剂按照质量分数称取钾长石、高岭土和石英粉，将其混合、球磨30h，即得陶瓷粘结剂。
步骤四，制备过滤膜：
首先将粒径为450μm碳化硅颗粒加入CMC溶液中，并搅拌均匀；再分别将15wt％陶瓷粘结剂和12wt％活性炭加入，并搅拌至均匀后，干压成型，压力为26Mpa，制得支撑体；将支撑体上下两面用不锈钢膜覆盖并固定；然后在支撑体表面上分散涂铺一层填孔剂粉末活性炭，再在其表面涂铺1:1的陶瓷粘结剂和莫来石的纤维混合料，干压成型，压力为4Mpa；再在其表面涂铺粘结剂混合料，粘结剂混合料中含陶瓷粘结剂和碳化硅，其中陶瓷粘结剂为15wt％，在10Mpa下干压压制成型；然后再固定不锈钢膜最后，最后将其在1300℃下烧结3h，即得超亲水超疏油型复合碳化硅陶瓷过滤膜。
本申请的复合过滤膜以大颗粒碳化硅为多孔陶瓷支撑体，在支撑体上下表面固定有超亲水超疏水不锈钢膜，然后采用活性炭为填孔剂，并在其表面涂覆有纤维混合料，在过滤气体的同时可以减小含油物质对碳化硅的污染，提高使用寿命；本申请的过滤膜由于具备油水分离性能，也可以用以处理污水，该过程中，碳化硅支撑体起到渗透膜作用。
当不锈钢表面纳米SiO2颗粒掺杂量为43％时，有很好的油水分离效果，分离效率达95％以上；本申请的烧结温度为1300℃，粘结剂为15wt％，当测试气体流速为0.01m/s时，过滤压降为3.7hPa。
实施例五：
本申请的实施例涉及一种水处理复合过滤膜，所述过滤膜中间设置为支撑体，所述支撑体为碳化硅颗粒压制而成，所述支撑体上下对称依次设置有不锈钢膜、填孔剂、纤维混合料、粘结剂混合料和超亲水超疏油不锈钢膜；所述不锈钢膜表面喷涂有成膜剂；所述成膜剂为超亲水超疏油膜，所述成膜剂由纳米硅溶胶、羟基丙烯酸树脂水分散体、PVA溶液以及交联剂戊二醛构成，所述纳米硅溶胶含有二氧化钛颗粒。
优选地，如图1所述复合过滤膜的制备步骤如下：
步骤一，制备不锈钢膜：
a)制备纳米硅溶胶：将50g四乙氧基硅烷、10g二氧化钛颗粒、100g无水乙醇和20g去离子水混合放进烧杯中，然后在70℃水浴中处理30min，同时不断搅拌，随后滴加质量分数为15％的氨水0.5g，50℃水浴中保温4h后制备得到纳米硅溶胶；
b)配制PVA水溶液：将1000ml烧杯洗净干燥称重，得质量m1，然后在烧杯内加入760g去离子水，在97℃恒温水浴锅内加入，搅拌，待水温升至97℃后，缓慢加入40gPVA，边加边搅拌直至PVA完全溶解。待PVA完全溶解后将其水溶液自然冷却，静置直至气泡完全消失，然后称重得m2，最后补加去离子水，质量为m1+800-m2，搅拌均匀备用；
c)将纳米硅溶胶、羟基丙烯酸树脂水分散体、PVA溶液、以及交联剂戊二醛按照2:1:4:1比例配制成成膜剂，然后将300目不锈钢丝网依次按照清水、丙酮、乙醇、去离子水的顺序分别超声清洗20min，晾干，将成膜剂采用高压喷涂的方式喷涂到晾干后的不锈钢丝网表面，然后将不锈钢丝网放到烘箱中，120℃烘干30min，如此，反复喷涂5次，得到不锈钢膜。
步骤二，配制CMC溶液：
配制浓度2wt％的羧甲基纤维素钠(CMC)溶液，具体方法为：取2g羧甲基纤维素钠粉料放入烧杯，然后加入足量的去离子水，并在磁力搅拌下煮沸，直至溶液总重量为l00g。
步骤三，制备陶瓷粘结剂：
陶瓷粘结剂按照质量分数称取钾长石、高岭土和石英粉，将其混合、球磨30h，即得陶瓷粘结剂。
步骤四，制备过滤膜：
首先将粒径为450μm碳化硅颗粒加入CMC溶液中，并搅拌均匀；再分别将15wt％陶瓷粘结剂和12wt％活性炭加入，并搅拌至均匀后，干压成型，压力为26Mpa，制得支撑体；将支撑体上下两面用不锈钢膜覆盖并固定；然后在支撑体表面上分散涂铺一层填孔剂粉末活性炭，再在其表面涂铺1:1的陶瓷粘结剂和莫来石的纤维混合料，干压成型，压力为4Mpa；再在其表面涂铺粘结剂混合料，粘结剂混合料中含陶瓷粘结剂和碳化硅，其中陶瓷粘结剂为15wt％，在10Mpa下干压压制成型；然后再固定不锈钢膜最后，最后将其在1300℃下烧结3h，即得超亲水超疏油型复合碳化硅陶瓷过滤膜。
本申请的复合过滤膜以大颗粒碳化硅为多孔陶瓷支撑体，在支撑体上下表面固定有超亲水超疏水不锈钢膜，然后采用活性炭为填孔剂，并在其表面涂覆有纤维混合料，在过滤气体的同时可以减小含油物质对碳化硅的污染，提高使用寿命；本申请的过滤膜由于具备油水分离性能，也可以用以处理污水，该过程中，碳化硅支撑体起到渗透膜作用。
当不锈钢表面纳米SiO2颗粒掺杂量为48％时，有很好的油水分离效果，分离效率达98％以上；本申请的烧结温度为1300℃，粘结剂为15wt％，当测试气体流速为0.01m/s时，过滤压降为3.7hPa。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (2)
1.一种水处理复合过滤膜，其特征在于，所述过滤膜中间设置为支撑体，所述支撑体为碳化硅颗粒压制而成，所述支撑体上下对称依次设置有不锈钢膜、填孔剂、纤维混合料、粘结剂混合料和超亲水超疏油不锈钢膜；所述不锈钢膜表面喷涂有成膜剂；所述成膜剂为超亲水超疏油膜，所述成膜剂由纳米硅溶胶、羟基丙烯酸树脂水分散体、PVA溶液以及交联剂戊二醛构成，所述纳米硅溶胶含有二氧化钛颗粒。
2.根据权利要求1所述的复合过滤膜，其特征在于，所述复合过滤膜的制备步骤如下：
步骤一，制备不锈钢膜：
a)制备纳米硅溶胶：将50g四乙氧基硅烷、10g二氧化钛颗粒、100g无水乙醇和20g去离子水混合放进烧杯中，然后在70℃水浴中处理30min，同时不断搅拌，随后滴加质量分数为15％的氨水0.5g，50℃水浴中保温4h后制备得到纳米硅溶胶；
b)配制PVA水溶液：将1000ml烧杯洗净干燥称重，得质量m1，然后在烧杯内加入760g去离子水，在97℃恒温水浴锅内加入，搅拌，待水温升至97℃后，缓慢加入40gPVA，边加边搅拌直至PVA完全溶解。待PVA完全溶解后将其水溶液自然冷却，静置直至气泡完全消失，然后称重得m2，最后补加去离子水，质量为m1+800-m2，搅拌均匀备用；
c)将纳米硅溶胶、羟基丙烯酸树脂水分散体、PVA溶液、以及交联剂戊二醛按照2:1:4:1比例配制成成膜剂，然后将300目不锈钢丝网依次按照清水、丙酮、乙醇、去离子水的顺序分别超声清洗20min，晾干，将成膜剂采用高压喷涂的方式喷涂到晾干后的不锈钢丝网表面，然后将不锈钢丝网放到烘箱中，120℃烘干30min，如此，反复喷涂5次，得到不锈钢膜。
步骤二，配制CMC溶液：
配制浓度2wt％的羧甲基纤维素钠(CMC)溶液，具体方法为：取2g羧甲基纤维素钠粉料放入烧杯，然后加入足量的去离子水，并在磁力搅拌下煮沸，直至溶液总重量为l00g。
步骤三，制备陶瓷粘结剂：
陶瓷粘结剂按照质量分数称取钾长石、高岭土和石英粉，将其混合、球磨30h，即得陶瓷粘结剂。
步骤四，制备过滤膜：
首先将粒径为450μm碳化硅颗粒加入CMC溶液中，并搅拌均匀；再分别将15wt％陶瓷粘结剂和12wt％活性炭加入，并搅拌至均匀后，干压成型，压力为26Mpa，制得支撑体；将支撑体上下两面用不锈钢膜覆盖并固定；然后在支撑体表面上分散涂铺一层填孔剂粉末活性炭，再在其表面涂铺1:1的陶瓷粘结剂和莫来石的纤维混合料，干压成型，压力为4Mpa；再在其表面涂铺粘结剂混合料，粘结剂混合料中含陶瓷粘结剂和碳化硅，其中陶瓷粘结剂为15wt％，在10Mpa下干压压制成型；然后再固定不锈钢膜最后，最后将其在1300℃下烧结3h，即得超亲水超疏油型复合碳化硅陶瓷过滤膜。
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2016
- 2016-06-28 CN CN201610507148.3A patent/CN106145264A/zh active Pending
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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