CN117531375A - 一种陶瓷膜改性强化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种陶瓷膜改性强化方法，属于陶瓷膜技术领域。该方法包括：将磷酸钠、乙二胺四乙酸二钠、间甲酚、三硫代钨酸铵在去离子水中混合，充分溶解后调节pH，先升温至50℃保持15～20min，而后降温至4℃保持5min，得到改性试剂；将敏感基材在改性试剂中浸泡，浸泡后以基材为正极、以金属片尾负极，给予恒压通电，得到膜材料，依次以水、甲醇、水进行超声清洗，再干燥得到成品。本发明在不改变成膜原理的情况下对工艺条件和工作液成分进行创新性改进，并构建了全新的基材处理方法。应用本发明，使陶瓷膜成品的稳定性和结构强度得到显著提高，而且其工艺简单、易于实现，具有良好的技术效果和显著的技术进步。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷膜技术领域，具体涉及一种陶瓷膜改性强化方法。
背景技术
陶瓷膜又称无机陶瓷膜，是以无机陶瓷材料经特殊工艺制备而形成的非对称膜。陶瓷膜分为管式陶瓷膜和平板陶瓷膜两种。管式陶瓷膜的管壁密布微孔，在压力作用下，原料液在膜管内或膜外侧流动，小分子物质透过膜，大分子物质被膜截留，从而达到分离、浓缩、纯化和环保等目的。平板陶瓷膜板面密布微孔，根据在一定的膜孔径范围内，渗透的物质分子直径不同则渗透率不同，以膜两侧的压力差为驱动力，膜为过滤介质，在一定压力作用下，当料液流过膜表面时，只允许水、无机盐、小分子物质透过膜，而阻止水中的悬浮物、胶和微生物等大分子物质通过。
陶瓷膜具有分离效率高、效果稳定、化学稳定性好、耐酸碱、耐有机溶剂、耐菌、耐高温、抗污染、机械强度高、再生性能好、分离过程简单、能耗低、操作维护简便、使用寿命长等众多优势，已经成功应用于食品、饮料、植物深加工、生物医药、发酵、精细化工等众多领域，可用于工艺过程中的分离、澄清、纯化、浓缩、除菌、除盐等。
陶瓷膜主要以不同规格的氧化铝、氧化锆、氧化钛和氧化硅等无机陶瓷材料作为支撑体，经表面涂膜、高温烧制而成。商品化的陶瓷膜通常具有三层结构(多孔支撑层、过渡层及分离层)，呈非对称分布，其孔径规格为0.8nm～1μm不等，过滤精度涵盖微滤、超滤、纳滤级别。根据支撑体的不同，陶瓷膜的构型可分为平板、管式、多通道三种。陶瓷膜由于耐酸碱、耐高温和在极端环境下的化学稳定性，又由于商品化的陶瓷膜孔径较小(通常小于0.2μm)，可以成功地实现分子级过滤，因此其主要用于对液态、气态混合物进行过滤分离，可以取代传统的离心、蒸发、精馏、过滤等分离技术。尽管具有以上优点，但目前常规陶瓷膜的结构强度仍有待改善，不利于长时间稳定工作。
发明内容
本发明旨在针对现有技术的技术缺陷，提供一种陶瓷膜改性强化方法，以解决常规陶瓷膜的结构强度有待提升的技术问题。
为实现以上技术目的，本发明采用以下技术方案：
一种陶瓷膜改性强化方法，包括以下步骤：以镁合金为基材，对其表面进行磨削，清洗磨削后的基材表面，用于碳酸氢钠水溶液浸泡，再转入异丙醇溶剂中进行超声清洗，而后在去离子水中漂洗，再在45℃、0.5个大气压环境下干燥，得到敏感基材；将磷酸钠、乙二胺四乙酸二钠、间甲酚、三硫代钨酸铵在去离子水中混合，充分溶解后调节pH至7.8～8.0，先升温至50℃保持15～20min，而后降温至4℃保持5min，得到改性试剂；将所述敏感基材在所述改性试剂中浸泡60～90min，过程中体系内持续通入微气泡，浸泡后以基材为正极、以金属片尾负极，给予恒压通电，得到膜厚度为15～20μm的材料，依次以水、甲醇、水进行超声清洗，再干燥得到成品。
作为优选，所述磨削的磨料为金刚石，所述磨削的转速为3000～5000rpm。
作为优选，在所述漂洗的过程中，体系内持续通入微气泡。
作为优选，所述在45℃、0.5个大气压环境下干燥，其干燥时长为40～60min。
作为优选，所述改性试剂中磷酸钠的终浓度为8～12g/L。
作为优选，所述改性试剂中乙二胺四乙酸二钠的终浓度为6～9g/L。
作为优选，所述改性试剂中间甲酚的终浓度为3.5～5g/L。
作为优选，所述改性试剂中三硫代钨酸铵的终浓度为9.5～11.5g/L。
作为优选，所述升温的时长不超过15min，所述降温的时长不超过20min。
作为优选，所述微气泡的通入速率为0.1～0.3vvm，所述微气泡的初始直径不超过2mm。
本发明公开了一种陶瓷膜改性强化方法。该技术方案在不改变成膜原理的情况下对工艺条件和工作液成分进行创新性改进，并构建了全新的基材处理方法。应用本发明，使陶瓷膜成品的稳定性和结构强度得到显著提高，而且其工艺简单、易于实现，具有良好的技术效果和显著的技术进步。
具体实施方式
以下将对本发明的具体实施方式进行详细描述。为了避免过多不必要的细节，在以下实施例中对属于公知的结构或功能将不进行详细描述。以下实施例中所使用的近似性语言可用于定量表述，表明在不改变基本功能的情况下可允许数量有一定的变动。除有定义外，以下实施例中所用的技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。
实施例1
一种陶瓷膜改性强化方法，包括以下步骤：以镁合金为基材，对其表面进行磨削，清洗磨削后的基材表面，用于碳酸氢钠水溶液浸泡，再转入异丙醇溶剂中进行超声清洗，而后在去离子水中漂洗，再在45℃、0.5个大气压环境下干燥，得到敏感基材；将磷酸钠、乙二胺四乙酸二钠、间甲酚、三硫代钨酸铵在去离子水中混合，充分溶解后调节pH至7.8～8.0，先升温至50℃保持15～20min，而后降温至4℃保持5min，得到改性试剂；将所述敏感基材在所述改性试剂中浸泡60～90min，过程中体系内持续通入微气泡，浸泡后以基材为正极、以金属片尾负极，给予恒压通电，得到膜厚度为15～20μm的材料，依次以水、甲醇、水进行超声清洗，再干燥得到成品。
实施例2
一种陶瓷膜改性强化方法，包括以下步骤：以镁合金为基材，对其表面进行磨削，清洗磨削后的基材表面，用于碳酸氢钠水溶液浸泡，再转入异丙醇溶剂中进行超声清洗，而后在去离子水中漂洗，再在45℃、0.5个大气压环境下干燥，得到敏感基材；将磷酸钠、乙二胺四乙酸二钠、间甲酚、三硫代钨酸铵在去离子水中混合，充分溶解后调节pH至7.8～8.0，先升温至50℃保持15～20min，而后降温至4℃保持5min，得到改性试剂；将所述敏感基材在所述改性试剂中浸泡60～90min，过程中体系内持续通入微气泡，浸泡后以基材为正极、以金属片尾负极，给予恒压通电，得到膜厚度为15～20μm的材料，依次以水、甲醇、水进行超声清洗，再干燥得到成品。
其中，所述磨削的磨料为金刚石，所述磨削的转速为3000～5000rpm。在所述漂洗的过程中，体系内持续通入微气泡。所述在45℃、0.5个大气压环境下干燥，其干燥时长为40～60min。所述改性试剂中磷酸钠的终浓度为8～12g/L。所述改性试剂中乙二胺四乙酸二钠的终浓度为6～9g/L。所述改性试剂中间甲酚的终浓度为3.5～5g/L。所述改性试剂中三硫代钨酸铵的终浓度为9.5～11.5g/L。所述升温的时长不超过15min，所述降温的时长不超过20min。所述微气泡的通入速率为0.1～0.3vvm，所述微气泡的初始直径不超过2mm。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明。凡在本发明的申请范围内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种陶瓷膜改性强化方法，其特征在于，包括以下步骤：以镁合金为基材，对其表面进行磨削，清洗磨削后的基材表面，用于碳酸氢钠水溶液浸泡，再转入异丙醇溶剂中进行超声清洗，而后在去离子水中漂洗，再在45℃、0.5个大气压环境下干燥，得到敏感基材；将磷酸钠、乙二胺四乙酸二钠、间甲酚、三硫代钨酸铵在去离子水中混合，充分溶解后调节pH至7.8～8.0，先升温至50℃保持15～20min，而后降温至4℃保持5min，得到改性试剂；将所述敏感基材在所述改性试剂中浸泡60～90min，过程中体系内持续通入微气泡，浸泡后以基材为正极、以金属片尾负极，给予恒压通电，得到膜厚度为15～20μm的材料，依次以水、甲醇、水进行超声清洗，再干燥得到成品。
2.根据权利要求1所述的一种陶瓷膜改性强化方法，其特征在于，所述磨削的磨料为金刚石，所述磨削的转速为3000～5000rpm。
3.根据权利要求1所述的一种陶瓷膜改性强化方法，其特征在于，在所述漂洗的过程中，体系内持续通入微气泡。
4.根据权利要求1所述的一种陶瓷膜改性强化方法，其特征在于，所述在45℃、0.5个大气压环境下干燥，其干燥时长为40～60min。
5.根据权利要求1所述的一种陶瓷膜改性强化方法，其特征在于，所述改性试剂中磷酸钠的终浓度为8～12g/L。
6.根据权利要求1所述的一种陶瓷膜改性强化方法，其特征在于，所述改性试剂中乙二胺四乙酸二钠的终浓度为6～9g/L。
7.根据权利要求1所述的一种陶瓷膜改性强化方法，其特征在于，所述改性试剂中间甲酚的终浓度为3.5～5g/L。
8.根据权利要求1所述的一种陶瓷膜改性强化方法，其特征在于，所述改性试剂中三硫代钨酸铵的终浓度为9.5～11.5g/L。
9.根据权利要求1所述的一种陶瓷膜改性强化方法，其特征在于，所述升温的时长不超过15min，所述降温的时长不超过20min。
10.根据权利要求1所述的一种陶瓷膜改性强化方法，其特征在于，所述微气泡的通入速率为0.1～0.3vvm，所述微气泡的初始直径不超过2mm。
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| PB01 | Publication | ||
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