NL9302215A - Method for manufacturing ceramic membrane filters. - Google Patents
Method for manufacturing ceramic membrane filters. Download PDFInfo
- Publication number
- NL9302215A NL9302215A NL9302215A NL9302215A NL9302215A NL 9302215 A NL9302215 A NL 9302215A NL 9302215 A NL9302215 A NL 9302215A NL 9302215 A NL9302215 A NL 9302215A NL 9302215 A NL9302215 A NL 9302215A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- liquid
- support
- sol
- liquids
- ceramic
- Prior art date
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims description 24
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 64
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 12
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 22
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 20
- YIWUKEYIRIRTPP-UHFFFAOYSA-N 2-ethylhexan-1-ol Chemical compound CCCCC(CC)CO YIWUKEYIRIRTPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 6
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 5
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 5
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 4
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 4
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 3
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 229910052574 oxide ceramic Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011224 oxide ceramic Substances 0.000 description 3
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000368 destabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 239000003349 gelling agent Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M hydroxidooxidoaluminium Chemical compound O[Al]=O FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- UOCLXMDMGBRAIB-UHFFFAOYSA-N 1,1,1-trichloroethane Chemical group CC(Cl)(Cl)Cl UOCLXMDMGBRAIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 SnO 2 Chemical class 0.000 description 1
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- GEIAQOFPUVMAGM-UHFFFAOYSA-N ZrO Inorganic materials [Zr]=O GEIAQOFPUVMAGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 238000007743 anodising Methods 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 229910001593 boehmite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 1
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 1
- LVYZJEPLMYTTGH-UHFFFAOYSA-H dialuminum chloride pentahydroxide dihydrate Chemical compound [Cl-].[Al+3].[OH-].[OH-].[Al+3].[OH-].[OH-].[OH-].O.O LVYZJEPLMYTTGH-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 150000003141 primary amines Chemical class 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 229910002076 stabilized zirconia Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
- B01D67/0039—Inorganic membrane manufacture
- B01D67/0041—Inorganic membrane manufacture by agglomeration of particles in the dry state
- B01D67/00411—Inorganic membrane manufacture by agglomeration of particles in the dry state by sintering
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
- B01D67/0039—Inorganic membrane manufacture
- B01D67/0044—Inorganic membrane manufacture by chemical reaction
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
- B01D67/0039—Inorganic membrane manufacture
- B01D67/0041—Inorganic membrane manufacture by agglomeration of particles in the dry state
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
- B01D67/0081—After-treatment of organic or inorganic membranes
- B01D67/0083—Thermal after-treatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D69/12—Composite membranes; Ultra-thin membranes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/02—Inorganic material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
- B01D2325/02—Details relating to pores or porosity of the membranes
Description
Werkwijze voor het vervaardigen van keramische membraanfiltersMethod for manufacturing ceramic membrane filters
Deze uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van keramische membraanfilters en meer in het bijzonder op een werkwijze voor het gecontroleerd geleren voor het vervaardigen van keramische filters.This invention relates to a method of manufacturing ceramic membrane filters and more particularly to a controlled gelling method of manufacturing ceramic filters.
In de laatste jaren zijn scheidingswerkwijzen waarbij synthetische membranen worden gebruikt steeds belangrijker geworden op talrijke technische gebieden die verband houden met chemische zuivering, biotechnologie, farmacie, de voedingsmiddelen-industrie, medische behandeling, het ontzouten van water en het verwerken van afvalwater. Keramische membranen worden in toenemende mate voor dergelijke doeleinden gebruikt. Zij bezitten veel wenselijke eigenschappen en kunnen worden gedragen op een macroporeuze keramische drager om hun brosheid te overwinnen.In recent years, separation methods using synthetic membranes have become increasingly important in numerous technical fields related to chemical purification, biotechnology, pharmacy, the food industry, medical treatment, water desalination and wastewater treatment. Ceramic membranes are increasingly used for such purposes. They have many desirable properties and can be carried on a macroporous ceramic support to overcome their brittleness.
Er zijn een aantal manieren ontwikkeld voor de vervaardiging van keramische membranen op of in macroporeuze dragers. A. Larbot, Journal of Membrane Science, 39 (1988) 203-212, beschrijft drie van dergelijke werkwijzen.A number of ways have been developed for the manufacture of ceramic membranes on or in macroporous supports. A. Larbot, Journal of Membrane Science, 39 (1988) 203-212, describes three such methods.
Andere werkwijzen worden beschreven door T. Okubo, Journal of Membrane Science 59 (1991) 73~80, en door M.H.B.J. Huis in ’ t Veld, "Modified sol-gel techniques for the preparation of microporous ceramic membranes", Euroceramics Deel III, 3580-3584 (1989) uitgever G. de With, Elsevier Applied Science.Other methods are described by T. Okubo, Journal of Membrane Science 59 (1991) 73 ~ 80, and by M.H.B.J. Huis in 't Veld, "Modified sol-gel techniques for the preparation of microporous ceramic membranes", Euroceramics Volume III, 3580-3584 (1989) publisher G. de With, Elsevier Applied Science.
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op de gecontroleerde vervaardiging van keramische membranen op of in keramische of andere drager-materialen.The present invention relates to the controlled manufacture of ceramic membranes on or in ceramic or other support materials.
Volgens de onderhavige uitvinding wordt een werkwijze verschaft voor het vervaardigen van een keramisch membraanfilter, waarbij bij deze werkwijze een eerste vloeistof, welke een precursor-vloeistof is, en een tweede vloeistof worden gebruikt en waarbij de werkwijze bestaat uit het impregneren van een poreuze drager met één van de twee vloeistoffen en vervolgens het behandelen van de geïmpregneerde drager met de andere vloeistof, zodat de twee vloeistoffen met elkaar in kontakt komen en een interaktie aangaan, zodat de precursor-vloeistof een laag materiaal afzet die in kontakt staat met de drager en waarbij de twee vloeistoffen in hoofdzaak niet mengbaar zijn met elkaar.According to the present invention there is provided a method of manufacturing a ceramic membrane filter, using a first liquid, which is a precursor liquid, and a second liquid, and the method comprising impregnating a porous support with one of the two liquids and then treating the impregnated support with the other liquid so that the two liquids contact and interact so that the precursor liquid deposits a layer of material in contact with the support and wherein the two liquids are substantially immiscible with each other.
In ieder geval begint het afzetten op het grensvlak van de twee vloeistoffen. Het afzetten kan beginnen wanneer de vloeistoffen voor het eerst met elkaar in kontakt komen, of vervolgens bijvoorbeeld als gevolg van een warmtebehandeling. Wanneer de vloeistof die wordt gebruikt voor het impregneren van de poreuze drager de precursor-vloeistof is, vindt de afzetting in de poriën van de poreuze drager plaats, terwijl wanneer de vloeistof die wordt gebruikt voor het impregneren van de poreuze drager de tweede vloeistof is, het afzetten op het oppervlak van de poreuze drager plaatsvindt.In any case, deposition starts at the interface of the two liquids. Deposition can begin when the liquids first come into contact with each other, or subsequently as a result of heat treatment, for example. When the liquid used for impregnating the porous support is the precursor liquid, the deposition in the pores of the porous support occurs, while when the liquid used for impregnating the porous support is the second liquid, deposition on the surface of the porous support takes place.
De vloeistof wordt op zijn plaats gehouden door de oppervlakte-span-ning in de drager. Bij deze werkwijze is men ervan verzekerd dat het keramische membraan-materiaal op de juiste plaats wordt afgezet, ofwel in de porie-struktuur van de drager en in de buurt van het oppervlak daarvan, of op het oppervlak van de drager, waarbij de poriën worden bedekt zonder deze te vullen en te blokkeren.The liquid is held in place by the surface tension in the carrier. This method ensures that the ceramic membrane material is deposited in the correct location, either in the pore structure of the support and near its surface, or on the surface of the support, whereby the pores are covered without filling and blocking.
De eerste vloeistof kan een oplossing of een dispersie van een keramische membraan-precursor zijn. De tweede vloeistof kan een geleermiddel of een precursor van een geleermiddel of een middel dat zorgt voor preci-pitatie in de eerste vloeistof bevatten.The first liquid can be a solution or a dispersion of a ceramic membrane precursor. The second liquid may contain a gelling agent or a gelling agent precursor or an agent that causes precipitation in the first liquid.
Het heeft de voorkeur dat de laag afgezet materiaal die in kontakt staat met de drager wordt gedroogd en vervolgens kan worden gecalcineerd of gesinterd voor het geven van een veerkrachtig gedragen keramisch membraan. Desgewenst kunnen extra behandelingen, zoals het afzetten van andere lagen keramisch materiaal, worden uitgevoerd vóór het drogen of het calcineren of het sinteren, terwijl de afgezette laag voor enkele doeleinden geen verdere behandeling behoeft.It is preferred that the layer of deposited material in contact with the support be dried and then be calcined or sintered to give a resiliently supported ceramic membrane. If desired, additional treatments, such as depositing other layers of ceramic material, can be carried out before drying or calcining or sintering, while the deposited layer requires no further treatment for some purposes.
De samenstellingen van de precursor-vloeistof en van de tweede vloeistof zullen afhangen van het soort keramisch membraan-materiaal dat moet worden afgezet. Deze vloeistoffen kunnen ieder paar niet mengbare vloeistoffen zijn die een interaktie vertonen, waarbij een keramisch materiaal of een precursor voor een dergelijk materiaal wordt gevormd en afgezet. Het vormen van afgezet materiaal kan het resultaat zijn van een aantal reakties, zoals bijvoorbeeld hydrolyse, polymerisatie, verknopen, precipitatie, co-precipitatie, dehydrateren, geleren of sol-gel-reakties. Als voorbeeld kan de precursor-vloeistof een waterige sol zijn, die wordt gebruikt voor het impregneren van een poreuze drager, welke op zijn beurt wordt behandeld met een tweede vloeistof, zoals een niet met water mengbaar oplosmiddel, b.v. 2-ethylhexanol, dat in staat is tot het verwijderen van water uit de waterige sol, waardoor de sol gaat geleren, beginnende bij het grensvlak van de twee vloeistoffen; er wordt een keramische gel af gezet in de poriën van de drager en in de buurt van het oppervlak van de drager.The compositions of the precursor liquid and the second liquid will depend on the type of ceramic membrane material to be deposited. These liquids can be any pair of immiscible liquids that interact to form and deposit a ceramic material or a precursor for such material. The formation of deposited material can result from a number of reactions, such as, for example, hydrolysis, polymerization, cross-linking, precipitation, co-precipitation, dehydration, gelling or sol-gel reactions. As an example, the precursor liquid can be an aqueous sol, which is used to impregnate a porous support, which in turn is treated with a second liquid, such as a water-immiscible solvent, e.g. 2-ethylhexanol, which is capable of removing water from the aqueous sol, causing the sol to gel, starting at the interface of the two liquids; a ceramic gel is deposited in the pores of the support and near the surface of the support.
Verschillende extra parameters kunnen worden geregeld, zoals de temperatuur van de vloeistoffen die bij de werkwijze worden gebruikt, de concentratie van de precursors of hulpmiddelen bij het geleren of andere reaktanten in de vloeistoffen, de viscositeit van de vloeistoffen, of de samenstelling van de oplosmiddelen in de vloeistoffen. Toevoegsels die niet deelnemen aan de vormingsreaktie van het keramiek, maar die de viscositeit of de oppervlakte-spanning van de vloeistof kunnen veranderen of die als een remmer of een katalysator voor de vormingsreaktie van het keramiek kunnen dienen, kunnen worden gebruikt.Several additional parameters can be controlled, such as the temperature of the liquids used in the process, the concentration of the gelling precursors or aids or other reactants in the liquids, the viscosity of the liquids, or the composition of the solvents in the liquids. Additives which do not participate in the ceramic forming reaction but which can change the viscosity or surface tension of the liquid or which can serve as an inhibitor or a catalyst for the ceramic forming reaction can be used.
De poreuze drager kan iedere drager zijn die kan worden geïmpregneerd met de precursor of de tweede vloeistof en kan worden vervaardigd van ieder geschikt materiaal, zoals anorganische materialen, bijvoorbeeld keramische materialen, metalen of organische materialen, bijvoorbeeld organische polymeren. De drager is bij voorkeur van een anorganisch materiaal of een metaal en met de meeste voorkeur van een anorganisch materiaal gemaakt. Geschikte anorganische materialen omvatten bijvoorbeeld metaaloxiden zoals Sn02, Ti02, Zr02, A1203, b.v. α-Α1203 of γ-Α1203, glassoorten, siliciumcarbide of koolstof. Andere geschikte dragermaterialen omvatten cordieriet of mulliet en anorganische poreuze materialen die worden vervaardigd door het anodiseren van aluminium.The porous support can be any support that can be impregnated with the precursor or the second liquid and can be made of any suitable material, such as inorganic materials, for example ceramic materials, metals or organic materials, for example organic polymers. The support is preferably made of an inorganic material or a metal and most preferably made of an inorganic material. Suitable inorganic materials include, for example, metal oxides such as SnO 2, TiO 2, ZrO 2, Al 2 O 3, e.g. α-Α1203 or γ-Α1203, glasses, silicon carbide or carbon. Other suitable support materials include cordierite or mullite and inorganic porous materials made by anodizing aluminum.
De werkwijze volgens de uitvinding kan worden gebruikt voor het vervaardigen van membranen voor microfiltratie, d.w.z. met een porie-diameter van 100 nm tot 10 pm, of voor het vervaardigen van membranen voor ultrafiltratie, d.w.z. met een porie-diameter van 1 tot 100 nm. De werkwijze kan tevens worden herhaald voor het vervaardigen van meerdere lagen membranen met bijvoorbeeld een variërende dikte, porositeit, porie-grootte-verdeling en chemische samenstelling.The method of the invention can be used to manufacture microfiltration membranes, i.e., with a pore diameter from 100 nm to 10 µm, or to manufacture ultrafiltration membranes, i.e., with a pore diameter from 1 to 100 nm. The process can also be repeated to produce multiple layers of membranes with, for example, varying thickness, porosity, pore size distribution and chemical composition.
De uitvinding zal nu verder alleen bij wijze van voorbeeld en met betrekking tot de begeleidende tekeningen en voorbeelden worden beschreven, waarin:The invention will now be further described by way of example only and with reference to the accompanying drawings and examples, in which:
Figuren IA, B en C schematische dwarsdoorsneden tonen van een drager bij opeenvolgende stappen van een werkwijze volgens de uitvinding, waarbij de drager eerst wordt geïmpregneerd met de precursor-vloeistof; enFigures 1A, B and C show schematic cross sections of a support in successive steps of a method according to the invention, wherein the support is first impregnated with the precursor liquid; and
Figuren 2A, B en C schematische dwarsdoorsneden tonen van een drager bij opeenvolgende stappen van een werkwijze volgens de uitvinding, waarbij de drager eerst wordt geïmpregneerd met de gelerende vloeistof.Figures 2A, B and C show schematic cross sections of a support in successive steps of a method according to the invention, wherein the support is first impregnated with the gelling liquid.
In figuur IA wordt een poreuze drager 10 met een oppervlak 11 en poriën 12 na impregneren van de drager 10 met een precursor-vloeistof 13 getoond. De geïmpregneerde drager 10 wordt vervolgens, zoals in figuur 1BIn Figure 1A, a porous support 10 with a surface 11 and pores 12 after impregnating the support 10 with a precursor liquid 13 is shown. The impregnated support 10 is then, as in Figure 1B
wordt getoond, met een gelerende vloeistof 14 behandeld, welke aanvankelijk in kontakt staat met het oppervlak 11 van de drager 10 en het oppervlak van de precursor-vloeistof 13. die zich in de poriën 12 bevindt, op grensvlak 15. Deze behandeling resulteert in de vorming van een gel 16 die zich afzet in de poriën 12 van de drager en die groeit vanaf het aanvankelijke grensvlak 15 van de vloeistoffen 13 en 14. De gel 16 staat in kontakt met en wordt gedragen door de drager 10. De drager 10 met de afgezette gel 16 wordt verwijderd van kontakt met de gelerende vloeistof 14 en wordt geschud voor het verwijderen van bovenmatige hoeveelheden vloeistof 13 en 14. Vervolgens wordt deze gedroogd en gecalcineerd om de gel 16 om te zetten in een gedragen keramisch membraan-materiaal 17. zoals is weergegeven in figuur 1C.is shown treated with a gelling liquid 14 which initially contacts the surface 11 of the support 10 and the surface of the precursor liquid 13. contained in the pores 12 at interface 15. This treatment results in the formation of a gel 16 that deposits in the pores 12 of the support and grows from the initial interface 15 of the liquids 13 and 14. The gel 16 contacts and is carried by the support 10. The support 10 with the deposited gel 16 is removed from contact with the gelling liquid 14 and shaken to remove excess amounts of liquid 13 and 14. It is then dried and calcined to convert the gel 16 into a supported ceramic membrane material 17. as is shown in Figure 1C.
In figuur 2A wordt een poreuze drager 20 met een oppervlak 21 en poriën 22 getoond, welke is geïmpregneerd met een gelerende vloeistof 23. Vervolgens wordt de geïmpregneerde drager 20, zoals in figuur 2B wordt getoond, behandeld met een precursor-vloeistof 24, welke aanvankelijk in kontakt staat met het oppervlak 21 van de drager 20 en het oppervlak van de gelerende vloeistof 23, welke zich in de poriën 22 bevindt, op grensvlak 25. Dit kontakt van vloeistoffen 23 en 24 op grensvlak 25 resulteert in de vorming van een gel-laag 26, die wordt afgezet op en gedragen door drager 20. De drager 20 met de daarop afgezette gel-laag 26 wordt verwijderd van kontakt met de precursor-vloeistof 24 en wordt geschud voor het verwijderen van bovenmatige hoeveelheden vloeistof 23 en 24. Vervolgens wordt deze gedroogd en gecalcineerd om de gel-laag 26 om te zetten in een gedragen keramisch membraan-materiaal 27, zoals is weergegeven in figuur 2C.Figure 2A shows a porous support 20 having a surface 21 and pores 22 impregnated with a gelling liquid 23. Then, the impregnated support 20, as shown in Figure 2B, is treated with a precursor liquid 24, which is initially is in contact with the surface 21 of the support 20 and the surface of the gelling liquid 23, which is located in the pores 22, at interface 25. This contact of liquids 23 and 24 at interface 25 results in the formation of a gel layer 26, which is deposited on and supported by carrier 20. The carrier 20 with the gel layer 26 deposited thereon is removed from contact with the precursor liquid 24 and shaken to remove excess amounts of liquid 23 and 24. Then dried and calcined to convert the gel layer 26 into a supported ceramic membrane material 27, as shown in Figure 2C.
Voorbeeld IExample I
Een poreus keramisch buisvormig substraat van aluminiumoxide werd ondergedompeld in een met nitraat-anionen gestabiliseerde zirconia-sol, zoals is bereid volgens de werkwijze die is beschreven in GB-A-1.181.794; dit onderdompelen had tot gevolg dat de sol in de porie-struktuur van het substraat werd getrokken. Het geïmpregneerde substraat werd uit de sol verwijderd en geschud om de overtollige vloeistof te verwijderen. Vervolgens werd dit geïmpregneerde substraat ondergedompeld in 2-ethyl-hexanol, zodat 2-ethylhexanol in kontakt kwam met de sol; dit onderdompelen resulteerde in het geleren van de sol in het substraat. Het substraat, dat geleerde sol in zijn porie-struktuur bevatte, werd verwijderd uit 2-ethylhexanol, gedroogd en vervolgens verhit om de gel in de poriën van het substraat om te zetten in een keramisch zirconia-membraan. De zirconia-sol diende als een precursor-oplossing en 2-ethylhexanol diende als de gelerende vloeistof; 2-ethylhexanol dehydrateert de sol in de poriën van het substraat, waarbij de sol wordt gedestabiliseerd, hetgeen tot geleren leidt.A porous aluminum oxide ceramic tubular substrate was immersed in a nitrate anion stabilized zirconia sol as prepared by the method described in GB-A-1,181,794; this immersion resulted in the sol being drawn into the pore structure of the substrate. The impregnated substrate was removed from the sol and shaken to remove the excess liquid. Then this impregnated substrate was immersed in 2-ethyl-hexanol, so that 2-ethylhexanol came into contact with the sol; this immersion resulted in the gelling of the sol in the substrate. The substrate, which contained gelled sol in its pore structure, was removed from 2-ethylhexanol, dried and then heated to convert the gel in the pores of the substrate into a ceramic zirconia membrane. The zirconia sol served as a precursor solution and 2-ethylhexanol served as the gelling liquid; 2-ethylhexanol dehydrates the sol in the pores of the substrate, destabilizing the sol, leading to gelling.
Voorbeeld IIExample II
Een poreus keramisch buisvormig substraat van aluminiumoxide werd ondergedompeld in een aluminiumchloorhydraat-sol (geleverd door Albright & Wilson); dit onderdompelen had tot gevolg dat de sol in de porie-struk-tuur van het substraat werd getrokken. Het geïmpregneerde substraat werd uit de sol verwijderd en geschud voor het verwijderen van de overtollige vloeistof. Vervolgens werd dit geïmpregneerde substraat ondergedompeld in een oplossing van een primair amine met een lange keten in een organisch oplosmiddel, zodat de amine-oplossing in kontakt kwam met de sol in het substraat; de amine was een in de handel verkrijgbaar produkt dat wordt verkocht onder de handelsnaam Primene JMT (Rohm & Haas) en een geschikt oplosmiddel is 1,1,1-trichloorethaan, dat door ICI onder de handelsnaam GENKLENE wordt verkocht en dat niet mengbaar is met water. Dit onderdompelen resulteerde in het geleren van de sol in de poriën van het substraat. Het substraat dat de geleerde sol bevat werd uit de amine-oplossing verwijderd, gedroogd en gecalcineerd voor het verkrijgen van een keramisch membraan in het substraat. De van aluminiumchloorhydraet afgeleide sol diende als een precursor-oplossing en de amine-oplossing diende als een gelerende vloeistof. Anionen die in de sol aanwezig zijn gaan over van de sol in de amine-oplossing wanneer de sol in kontakt wordt gebracht met de amine-oplossing; de sol wordt gedestabiliseerd en vormt een gel.A porous aluminum oxide ceramic tubular substrate was immersed in an aluminum chlorohydrate sol (supplied by Albright &Wilson); this immersion resulted in the sol being drawn into the pore structure of the substrate. The impregnated substrate was removed from the sol and shaken to remove the excess liquid. Then, this impregnated substrate was immersed in a solution of a long chain primary amine in an organic solvent so that the amine solution contacted the sol in the substrate; the amine was a commercially available product sold under the trade name Primene JMT (Rohm & Haas) and a suitable solvent is 1,1,1-trichloroethane, which is sold by ICI under the trade name GENKLENE and is immiscible with water. This immersion resulted in the gel gelling the sol in the pores of the substrate. The substrate containing the gelled sol was removed from the amine solution, dried and calcined to obtain a ceramic membrane in the substrate. The sol derived from aluminum chlorhydraet served as a precursor solution and the amine solution served as a gelling liquid. Anions present in the sol transition from the sol to the amine solution when the sol is contacted with the amine solution; the sol is destabilized and forms a gel.
Voorbeeld IIIExample III
Bij dit voorbeeld worden mengbare vloeistoffen gebruikt, zodat deze op dit gebied niet tot de onderhavige uitvinding behoort.Miscible liquids are used in this example so that it is not in the present invention in this field.
Een poreus keramisch buisvormig substraat van aluminiumoxide werd ondergedompeld in een oplossing van ureum in water; dit onderdompelen had tot resultaat dat de oplossing in de porie-struktuur van het substraat werd getrokken. Dit geïmpregneerde substraat werd uit de oplossing verwijderd en geschud voor het verwijderen van de bovenmatige hoeveelheid oplossing. Vervolgens werd het geïmpregneerde substraat ondergedompeld in een waterige sol van aluminiumoxide, die is bereid door het peptiseren van boehmiet (α-aluminiumoxide-monohydraat). De geïmpregneerde buis werd uit de sol verwijderd en geschud voor het verwijderen van de overmaat sol, waarbij een dunne bekleding van de sol op het oppervlak van de geïmpregneerde buis achterblijft, die in kontakt staat met de ureum-oplos-sing in het substraat. Het geïmpregneerde en beklede substraat werd vervolgens verwarmd tot een temperatuur van 80°C; dit had tot gevolg dat de sol-bekleding werd omgezet in een gel-bekleding. De buis met de gel-be-kleding werd vervolgens verhit tot een temperatuur hoger dan 450°C om de gel om te zetten in een keramisch oxide-membraan. Verwarmen van de geïmpregneerde en met sol beklede buis tot 80eC had tot gevolg dat de ureum ontleedde, waarbij ammoniak werd geproduceerd,, wat de sol destabiliseert en geleren tot gevolg heeft.A porous aluminum oxide ceramic tubular substrate was immersed in a solution of urea in water; this immersion resulted in the solution being drawn into the pore structure of the substrate. This impregnated substrate was removed from the solution and shaken to remove the excess amount of solution. Then, the impregnated substrate was immersed in an aqueous alumina sol prepared by peptizing boehmite (α-alumina monohydrate). The impregnated tube was removed from the sol and shaken to remove the excess sol, leaving a thin coating of the sol on the surface of the impregnated tube, which is in contact with the urea solution in the substrate. The impregnated and coated substrate was then heated to a temperature of 80 ° C; this resulted in the sol coating being converted into a gel coating. The gel-coated tube was then heated to a temperature above 450 ° C to convert the gel into a ceramic oxide membrane. Heating the impregnated and sol-coated tube to 80 ° C caused the urea to decompose, producing ammonia, destabilizing the sol and resulting in gelling.
Claims (5)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB929226916A GB9226916D0 (en) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | Process for making ceramic membrane filters |
| GB9226916 | 1992-12-24 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL9302215A true NL9302215A (en) | 1994-07-18 |
Family
ID=10727186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL9302215A NL9302215A (en) | 1992-12-24 | 1993-12-20 | Method for manufacturing ceramic membrane filters. |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2699832B1 (en) |
| GB (2) | GB9226916D0 (en) |
| NL (1) | NL9302215A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1491519A1 (en) * | 2003-06-25 | 2004-12-29 | Mettler-Toledo GmbH | Process for treating a porous ceramic |
| DE102006048906A1 (en) | 2006-10-17 | 2008-04-30 | Robert Bosch Gmbh | Process for the stabilization and functionalization of porous metallic layers |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3497394A (en) * | 1963-11-29 | 1970-02-24 | Mc Donnell Douglas Corp | Inorganic permselective membranes and method of making same |
| US3887740A (en) * | 1972-05-01 | 1975-06-03 | Corning Glass Works | Process for depositing oxide coatings |
| WO1978000001A1 (en) * | 1977-08-25 | 1978-10-19 | M Samanta | Low temperature synthesis of vitreous bodies and their intermediates |
| ATE6991T1 (en) * | 1980-05-21 | 1984-04-15 | Societe De Fabrication D'elements Catalytiques | PROCESS FOR MAKING A DRY INORGANIC ULTRAFILTRATION MEMBRANE AND MEMBRANE MANUFACTURED BY SUCH PROCESS. |
| NZ203337A (en) * | 1982-02-26 | 1986-02-21 | M S M Lefebvre | Immobilised inorganic counter diffusion barriers and their applications |
| NL9101269A (en) * | 1991-07-19 | 1993-02-16 | Hoogovens Ind Ceramics | METHOD FOR MANUFACTURING A CERAMIC MEMBRANE FOR MICRO OR ULTRA FILTRATION |
| US5186833A (en) * | 1991-10-10 | 1993-02-16 | Exxon Research And Engineering Company | Composite metal-ceramic membranes and their fabrication |
-
1992
- 1992-12-24 GB GB929226916A patent/GB9226916D0/en active Pending
-
1993
- 1993-12-08 GB GB9325155A patent/GB2273672B/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-12-20 NL NL9302215A patent/NL9302215A/en not_active Application Discontinuation
- 1993-12-23 FR FR9315593A patent/FR2699832B1/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB9226916D0 (en) | 1993-02-17 |
| FR2699832A1 (en) | 1994-07-01 |
| GB9325155D0 (en) | 1994-02-09 |
| FR2699832B1 (en) | 1995-05-05 |
| GB2273672B (en) | 1996-05-15 |
| GB2273672A (en) | 1994-06-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101440173B1 (en) | Method for Preparing a Porous Inorganic Coating on a Porous Support Using Certain Pore Fillers | |
| RU2108860C1 (en) | Precursor of catalyst or ceramic membrane and method of preparation thereof | |
| Soria | Overview on industrial membranes | |
| EP0397216A1 (en) | Composite membrane | |
| EP1340541A1 (en) | Structured catalysts incorporating thick washcoats and method of preparation thereof | |
| JPS63104607A (en) | Ceramic filter membrane and its production | |
| US3926799A (en) | Support for dynamic membrane | |
| US5773103A (en) | Inorganic membranes using porous cordierite support | |
| US6649255B1 (en) | Article and method for producing extremely small pore inorganic membranes | |
| Bhave et al. | Synthesis of inorganic membranes | |
| EP2083942A1 (en) | Method of manufacturing ceramic porous membrane and method of manufacturing ceramic filter | |
| JP2006519095A (en) | Ceramic nanofiltration membrane used for organic solvent and method for producing the same | |
| EP0600971A1 (en) | Aluminum oxide catalyst supports from alumina sols. | |
| US20150157962A1 (en) | Porous inorganic membranes and method of manufacture | |
| KR920002064B1 (en) | Making method mineral membrane | |
| US9764991B2 (en) | Method for making porous mullite-containing composites | |
| Kaiser et al. | Generation of SiO2-membranes from alkoxysilanes on porous supports | |
| US5030351A (en) | Process for the preparation of a binary membrane top layer | |
| NL9302215A (en) | Method for manufacturing ceramic membrane filters. | |
| JPH0561969B2 (en) | ||
| KR102076733B1 (en) | MANUFACTURING METHOD OF CERAMIC MEMBRANE SURFACE MODIFIED WITH SiO2 AND TiO2 | |
| Kyrii | Materials and methods for ceramic membrane synthesis. Short review | |
| JP2884622B2 (en) | Manufacturing method of structured catalyst support | |
| JPH0899027A (en) | Ceramic structure for gas separation and manufacture of the same | |
| JPH07163848A (en) | Production of inorganic porous membrane |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BV | The patent application has lapsed |