一种水处理用膜的支撑体制备方法.pdf

本发明涉及水处理用膜领域，具体说是一种水处理用膜的支撑体制备方法，其包括以氧化铝粉为骨料，加入碳化硅晶须、造孔剂、助烧剂和水混合成浆料后研磨；对浆料陈化、烘干，然后加入增塑剂和水再次研磨；再模压成型、干燥；最后烧结、清洗。由于碳化硅晶须具有高强度、高硬度、高模量等优点，其添加至氧化铝的骨料中，不仅可增加支撑体的韧性，而且使得支撑体的孔径分布更加均匀，从而提高支撑体的性能。

1.  一种水处理用膜的支撑体制备方法，其包括以下步骤：
（1）以氧化铝粉为骨料，加入碳化硅晶须、造孔剂、助烧剂和水混合成浆料后研磨；
（2）对浆料陈化、烘干，然后加入增塑剂和水再次研磨；
（3）再模压成型、干燥；
（4）最后烧结、清洗。

2.  根据权利要求1所述方法，其特征在于：所述碳化硅晶须通过预处理后再混合，其预处理过程为：首先将晶须氧化除碳处理，再用氢氟酸和盐酸的混合物进行酸处理，然后用去离子水清洗，最后烘干。

3.  根据权利要求1所述方法，其特征在于：所述造孔剂为淀粉，助烧剂为高岭土。

4.  根据权利要求2所述方法，其特征在于：氧化铝粉与碳化硅晶须的质量比为1：（0.5—0.7）。

5.  根据权利要求4所述方法，其特征在于：所述淀粉占氧化铝粉与碳化硅晶须总质量的8％--12％。

6.  根据权利要求4所述方法，其特征在于：所述高岭土占氧化铝粉与碳化硅晶须总质量的15％--25％。

7.  根据权利要求1所述方法，其特征在于：所述增塑剂为羟丙基甲基纤维素，加入量占氧化铝粉与碳化硅晶须总质量的1％--2％。

8.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于：陈化是在自然条件下放置24h，然后放入烘箱进行烘干。

9.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于：成型压力为8MPa--12 MPa。

10.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于：烧结时首先在200℃--800℃的温度下进行，升温速率为（6—7）℃/min；然后在800℃--1250℃的温度下进行，升温速率为（3—4）℃/min；最后在1250℃下恒温2h。

一种水处理用膜的支撑体制备方法
技术领域
本发明涉及水处理用膜领域，具体说是一种水处理用膜的支撑体制备方法。
背景技术
膜技术是当代新型高效分离技术，是多学科交叉的产物，与传统的分离技术相比，它具有高效、节能、过程易控制、操作方便、环境友好、易与其他技术集成等优点。膜技术已广泛而有效的应用于能源、电子、石油化工、医药卫生、生化、环境、食品等领域，形成了新兴的高技术产业。目前，应用在膜技术中比较广泛的是无机膜，其相对于有机膜具有耐高温、机械强度高、化学稳定性好、使用寿命长等优点。无机膜一般采用支撑体增加膜的机械强度，这对支撑体有较多的要求，如流动阻力小，适当的孔尺寸、孔隙率等，支撑体的性能直接影响到膜制备的后续工序以及使用时的整体性能，低性能的支撑体在分离层的制备中易产生缺陷，不得不采用多次涂覆或改性技术等方法来消除缺陷。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种机械强度较高、成膜均匀的支撑体制备方法。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：一种水处理用膜的支撑体制备方法，其包括以下步骤：
（1）以氧化铝粉为骨料，加入碳化硅晶须、造孔剂、助烧剂和水混合成浆料后研磨；
（2）对浆料陈化、烘干，然后加入增塑剂和水再次研磨；
（3）再模压成型、干燥；
（4）最后烧结、清洗。
作为优选，所述碳化硅晶须通过预处理后再混合，其预处理过程为：首先将晶须氧化除碳处理，再用氢氟酸和盐酸的混合物进行酸处理，然后用去离子水清洗，最后烘干。
作为优选，所述造孔剂为淀粉，助烧剂为高岭土。
作为优选，氧化铝粉与碳化硅晶须的质量比为1：（0.5—0.7）。
作为优选，所述淀粉占氧化铝粉与碳化硅晶须总质量的8％--12％。
作为优选，所述高岭土占氧化铝粉与碳化硅晶须总质量的15％--25％。
作为优选，所述增塑剂为羟丙基甲基纤维素，加入量占氧化铝粉与碳化硅晶须总质量的1％--2％。
作为优选，陈化是在自然条件下放置24h，然后放入烘箱进行烘干。
作为优选，成型压力为8MPa--12 MPa。
作为优选，烧结时首先在200℃--800℃的温度下进行，升温速率为（6—7）℃/min；然后在800℃--1250℃的温度下进行，升温速率为（3—4）℃/min；最后在1250℃下恒温2h。
从上可知，由于碳化硅晶须具有高强度、高硬度、高模量等优点，其添加至氧化铝的骨料中，不仅可增加支撑体的韧性，而且使得支撑体的孔径分布更加均匀，从而提高支撑体的性能。
具体实施方式
下面结合实施例详细介绍本发明的水处理用膜的支撑体制备方法，其包括以下步骤：
首先以氧化铝粉为骨料，加入碳化硅晶须、造孔剂、助烧剂和水混合成浆料后研磨；碳化硅晶须通过预处理后再混合，其预处理过程为：首先将晶须氧化除碳处理，防止碳化硅晶须被大量氧化，氧化温度一般在600℃左右，时间约5h，这样可完全脱除晶须中所含的碳；由于氧化脱碳后产物中的杂质主要是二氧化硅，其属于酸性氧化物，与一般酸类不起反应，但是能够与氢氟酸发生反应，而氢氟酸对碳化硅却没有影响，另外晶须中还含有少量其他金属氧化物，因此用氢氟酸和盐酸的混合物进行酸处理，氢氟酸与盐酸的体积比宜采用3:1，可静置24小时，期间多次用塑料棒搅拌以使反应进行完全；由于采用氢氟酸和盐酸混合物进行浸泡，所以要用漏斗和滤纸进行过滤或者自然沉淀的方法进行晶须和水的分离，并用去离子水多次清洗，直至清洗水的pH值接近中性；处理后的晶须应在烘箱内烘干后再加入氧化铝粉中。
实施过程中氧化铝粉与碳化硅晶须的质量比宜采用1：（0.5—0.7），其中造孔剂为淀粉，助烧剂为高岭土，淀粉占氧化铝粉与碳化硅晶须总质量的8％--12％，高岭土占氧化铝粉与碳化硅晶须总质量的15％--25％。
接着对浆料陈化，陈化是在自然条件下放置24h，然后放入烘箱进行烘干，随后加入增塑剂和水再次研磨，增塑剂为羟丙基甲基纤维素，加入量占氧化铝粉与碳化硅晶须总质量的1％--2％。
然后，模压成型，该法操作简单，成型压力以8MPa--12 MPa为宜，成型后用电烘箱干燥，其优点是可以设置干燥温度，升温均匀，效果好。
最后采用马弗炉烧结，为了防止低温煅烧时水分脱除过快可能产生的开裂和变形，同时使得坯体内部发生物理化学反应，应在200℃--800℃的温度下进行，升温速率采用（6—7）℃/min；为了防止收缩过快而开裂，尔后应在800℃--1250℃的温度下进行，升温速率为（3—4）℃/min，再在1250℃下恒温约2h，然后关闭电源，使其自然冷却后取出支撑体。由于烧结过程会在表面产生一些粉状物质，必须对其进行清洗，通常是采用酸洗对其表面进行化学处理，然后干燥。
实施例1
以1：0.5的质量比取氧化铝粉和预处理后的碳化硅晶须，加入前两者质量8％的淀粉、15％高岭土和适量的水混合成浆料后研磨，在自然条件下放置24h后烘干，加入1％的羟丙基甲基纤维素和适量的水再次研磨；接着以8MPa的压力模压成型，成型后用电烘箱干燥，然后采用马弗炉在200℃的温度下以7℃/min升温速率至800℃烧结，再4℃/min升温速率升至1250℃，然后在1250℃下恒温约2h后冷却取出，得到支撑体。经检测,支撑体抗弯强度和抗压强度超过10Mpa；通过电镜扫描照片，可以看出孔径在2μm-10μm，平均孔径约为5μm，且孔径分布均匀。
实施例2
以1：0.6的质量比取氧化铝粉和预处理后的碳化硅晶须，加入前两者质量10％的淀粉、20％高岭土和适量的水混合成浆料后研磨，在自然条件下放置24h后烘干，加入1％的羟丙基甲基纤维素和适量的水再次研磨；接着以10MPa的压力模压成型，成型后用电烘箱干燥，然后采用马弗炉在200℃的温度下以6℃/min升温速率至800℃烧结，再4℃/min升温速率升至1250℃，然后在1250℃下恒温约2h后冷却取出，得到支撑体。经检测,支撑体抗弯强度和抗压强度超过13Mpa；通过电镜扫描照片，可以看出孔径在1μm-7μm，平均孔径约为4μm，且孔径分布均匀。
实施例3
以1：0.7的质量比取氧化铝粉和预处理后的碳化硅晶须，加入前两者质量12％的淀粉、25％高岭土和适量的水混合成浆料后研磨，在自然条件下放置24h后烘干，加入2％的羟丙基甲基纤维素和适量的水再次研磨；接着以12MPa的压力模压成型，成型后用电烘箱干燥，然后采用马弗炉在200℃的温度下以7℃/min升温速率至800℃烧结，再4℃/min升温速率升至1250℃，然后在1250℃下恒温约2h后冷却取出，得到支撑体。经检测,支撑体抗弯强度和抗压强度超过11Mpa；通过电镜扫描照片，可以看出孔径在2μm-8μm，平均孔径约为5μm，且孔径分布均匀。
上述实施方式仅供说明本发明之用，而并非是对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明精神和范围的情况下，还可以作出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也应属于本发明的范畴。