管式陶瓷微滤膜制备的研究.pdfVIP

第 16 卷 第 3 期 膜　科　学　与　技　术 . 16 . 3 V o l N o 1996 年 9 月 M EM BRAN E SC IEN CE AN D T ECHN OLO GY Sep t. 1996 管式陶瓷微滤膜的制备研究 王　沛　徐南平 　时　钧 (南京化工大学, 南京　2 10009) 摘　要　以陶瓷微滤膜的工业化生产为 目标, 详细研究了原料的分散、分级和粉碎过 程, 采用陶瓷作粘结剂, 成功地制备出孔径在 0. 8 m 以上的管式微滤膜并实现其工 业化生产. 本工作所生产的管式陶瓷微滤膜具有 良好的强度、化学稳定性和渗透性 能, 其纯水通量为 10- 2 2 · · , 细菌截留率在 99. 999% 以上, 可以用于工业微 L m h P a 滤过程. 关键词　陶瓷微滤膜　工业化生产　分散　分级　粉碎　陶瓷粘结剂 由于无机膜具有耐高温、结构稳定、孔径分布均匀、化学稳定性好、不易被微生物侵蚀等优 点, 近年来各国研究机构和产业部门竞相开发研究这一高新技术[ 1, 2 ]. 商品无机膜主要是微滤 膜和超滤膜两种, 相比较而言, 微滤膜的应用更为广泛, 尤其是陶瓷微滤膜, 占整个无机膜市场 的 50% 以上. 从无机膜发展角度而言, 高质量的微滤膜是其它膜制备过程中不可缺的中间层, 其质量将对超滤膜、纳滤膜的制备起决定性影响, 因此, 陶瓷微滤膜的制备技术研究和工业化 生产将具有重要的经济和社会效益. ( ) 陶瓷微滤膜的制备方法通常有悬浮粒子法 固态粒子烧结法 、等静压法、同时挤出成型法 等[3, 4 ] , 其中最主要的是悬浮粒子法. 本工作讨论的就是用悬浮粒子法制备氧化铝陶瓷微滤膜, 在此过程中, 主要需要解决两个方面的问题: 一是如何获得具有理想粒径分布的原料并将其稳 定地悬浮起来; 二是如何选择适当的烧结机理和粘结剂将其烧结起来. 1　实验部分 1. 1　原料及其预处理 骨料采用 2 3 , 一种是粒径从 1 到几十个微米的电熔白刚玉粉, 另一种是用热解硫酸 A l O 铝铵法生产的 , 其粒径大约在 0. 5～ 0. 6 . A l2O 3 m 加入质量分数 1%～ 5% 的聚丙烯酸作为分散剂, 将骨料用球磨机球磨 2 小时进行分散, 分散好的骨料经稀释、搅匀后进行分级. 采用水沉降分级法. 设计并加工了一套用于重力沉降 分级的装置和流程, 其流程示意图如下: 　　修改稿收到日期: 　 　通讯联系人 © 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 第 3 期 　　　　　　　　　　　王　沛等: 管式陶瓷微滤膜的制备研究 ·53 · 图 1　原料分级流程图 粘结剂原料为普通陶瓷原料, 如高岭土、长石、石英等. 采用高速砂磨机对用到的几种原料 进行了超细粉碎. 1. 2　支撑体及其预处理 采用的支撑体是钢玉质多孔陶瓷管, 孔隙率为47. 3% , 其体积平均孔半径为2. 334 m , 孔 径分布如图2 所示, 其外形尺寸为长 1000 mm , 外径 12 mm , 内径 8 mm. 预处理手段有打磨、 气吹、水洗、酸洗、碱洗、有机溶剂洗和焙烧等, 视具体情况而定.