氧化铝陶瓷膜制备探讨
纳滤是介于反渗透与超滤之间的一种以压力为驱动的新型膜分离技术。纳滤膜是一种具有纳米级孔径,其截留分子量在200~1000之间的膜。无机纳滤膜因具有高温热稳定性强、生物化学稳定性好、对有机溶剂的抵抗性佳、易再生、易清洗、寿命长等优势而得到了广泛关注。目前,制备无机纳滤膜的最主要方法为溶胶-凝胶法。然而,溶胶-凝胶法制备纳滤厚膜的成膜工艺繁琐,效率低且难以进行控制。电泳沉积法是近年发展起来的新型制膜技术,是一种在外加电场的作用下,由胶体粒子在分散介质中向电极迁移后沉积在电极表面,并通过颗粒团聚形成均质膜的方法。Ryan等用浓黏土浆料于70V电压、8A电流在孔性石墨模具上沉积15min,制成了1cm厚的陶瓷膜。Harbach等在乙醇-聚丙烯酸体系中将0.15μm的氧化铝微粒沉积在不锈钢上,制得完全致密的氧化铝陶瓷膜,此方法具有烧结温度低的优点。范晓丹等在50~100V/cm的电场下,使氧化铝溶胶沉积在电极上,制备出γ-Al2O3微孔膜,膜面平整,未见明显开裂。
(1)以氧化铝溶胶作为电泳膜的沉积液,利用电泳沉积法在工业级陶瓷片上制备了氧化铝薄膜,其优化的电泳成膜制备工艺为:在20~30℃的温度下,以陈化4~7d的氧化铝溶胶作为电泳沉积液,以石墨为电极,放入陶瓷片支撑体,电压18~30V,电泳时间3~5min,经室温干燥和程序烧结后,可在陶瓷支撑体表面形成氧化铝薄膜。
(2)经优化工艺制得的氧化铝陶瓷膜,其膜表面均匀平整,膜厚约在50μm左右,水通量为278.99L/(m2·h),孔隙率为31.51%,平均孔径为3.1nm,孔径分布为2.88~5.76nm。
(3)利用电泳沉积膜分别对模拟高硬度废水、含铜废水和印染废水进行处理,结果表明,膜对上述废水中的无机盐离子和有机物均表现出了优良的截留能力,且随时间的延长性能稳定。
- 陶瓷滤芯
- 陶瓷膜
- 陶瓷膜过滤器