一种具有催化臭氧的功能性陶瓷膜的制备方法技术

一种具有催化臭氧的功能性陶瓷膜的制备方法，本发明专利技术涉及陶瓷膜制备应用领域。本发明专利技术要解决目前陶瓷膜存在膜污染，影响膜的寿命及催化臭氧功能的技术问题。方法：制备烧结助剂；制备高效催化剂；获得陶瓷膜混料；练泥和陈腐处理，干燥，然后梯度升温进行煅烧，获得所述具有催化臭氧的功能性陶瓷膜，完成制备。本发明专利技术制备的陶瓷膜透水性优异，对污染物去除效率高，催化臭氧分解性能优异，通量恢复情况好，达到了耦合臭氧的目的，且能够有效缓解膜污染。本发明专利技术制备的陶瓷膜应用于水处理领域。本发明专利技术制备的陶瓷膜应用于水处理领域。本发明专利技术制备的陶瓷膜应用于水处理领域。

【技术实现步骤摘要】
一种具有催化臭氧的功能性陶瓷膜的制备方法


[0001]本专利技术涉及陶瓷膜制备应用领域。

技术介绍

[0002]膜法水处理技术在水处理过程中表现突出，通过膜的截留吸附作用可以很大程度的降低水体中的悬浮污染物等，使水体浊度大幅降低，但在处理过程中往往伴随着严重的膜污染问题，影响膜的寿命，同时，对于水中小分子污染物不能够有效去除，且生产成本高。高级氧化技术能够通过强氧化作用有效的降解去除水中的各类污染物，广泛应用于水处理过程中。因此，将高级氧化技术与膜分离技术相耦合，能够有效提高水处理效果。但在实际应用过程中，陶瓷膜亦存在着制作成本高，浓差极化等现象引起的分离效率下降以及膜污染等问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决目前陶瓷膜存在膜污染，影响膜的寿命及催化臭氧功能的技术问题，而提供一种具有催化臭氧的功能性陶瓷膜的制备方法。
[0004]一种具有催化臭氧的功能性陶瓷膜的制备方法，具体按以下步骤进行：
[0005]一、将Li2O、B2O3和SiO2放入聚四氟乙烯球磨罐中，研磨，得到A粉料；将CuO和H3BO3放入聚四氟乙烯球磨罐中，研磨，得到B粉料；
[0006]将A粉料和B粉料混合球磨1～2h，得到烧结助剂；
[0007]二、将硝酸镧、硝酸铈、硝酸铜和水混合，加入纳米氧化铝粉体混合均匀，再加入柠檬酸，混匀，烘干，研磨成粉末，放入马弗炉中加热，获得C粉料，然后加入MnCO3、Gd2O3和SiO2，球磨混合均匀，采用煅烧炉进行煅烧，得到高效催化剂；
[0008]三、将氧化铝粉体、天然矿石粉体、造孔剂、粘结剂、步骤一获得的烧结助剂和步骤二获得的高效催化剂进行球磨混合，然后过筛获得D粉料，再加入润滑剂进行混料，再加入沸石粉和无水乙醇，进行湿法球磨处理，获得陶瓷膜混料；
[0009]四、将步骤三获得的陶瓷膜混料进行练泥和陈腐处理，干燥，然后梯度升温进行煅烧，获得所述具有催化臭氧的功能性陶瓷膜，完成制备。
[0010]本专利技术有益效果：
[0011]首先，本专利技术采用Li2O、B2O3和SiO2制备了一种低温粘结剂，能够充分降低陶瓷的烧结温度，同时本专利技术通过加入天然矿石粉体，也能进一步降低陶瓷膜烧结温度，实现低温烧结陶瓷膜，降低了制备成本。
[0012]其次，本专利技术制备了含有Ce、La、Cu、Mn、Gd和Si元素的高效催化剂，这种催化剂通过掺杂，产生大量的氧空位，使其具有优异的氧化活性，并且该催化剂具有高温煅烧性，经高温煅烧仍具备催化臭氧分解的活性。
[0013]另外，本专利技术在制备陶瓷膜时添加了沸石作为助烧剂，结合成孔剂能够提高成膜孔隙率，也能负载催化剂，还具有一定的吸附性和催化降解性，实现高清水通量及加强催化
剂发挥效率的作用。
[0014]经验证本专利技术制备的陶瓷膜纯水通量为6000～8000L/(m2
·
h
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bar)，孔隙率为50％以上。催化臭氧分解率能达到99％以上，藻类去除率达到100％，浊度去除率达99.9％以上，COD去除率达到87％以上，通量恢复率达95％以上。证实制备的陶瓷膜透水性优异，对污染物去除效率高，催化臭氧分解性能优异，通量恢复情况好，达到了耦合臭氧的目的，且能够有效缓解膜污染。
[0015]本专利技术制备的陶瓷膜应用于水处理领域。
附图说明
[0016]图1为实施例一制备的具有催化臭氧的功能性陶瓷膜的图片。
具体实施方式
[0017]具体实施方式一：本实施方式一种具有催化臭氧的功能性陶瓷膜的制备方法，具体按以下步骤进行：
[0018]一、将Li2O、B2O3和SiO2放入聚四氟乙烯球磨罐中，研磨，得到A粉料；将CuO和H3BO3放入聚四氟乙烯球磨罐中，研磨，得到B粉料；
[0019]将A粉料和B粉料混合球磨1～2h，得到烧结助剂；
[0020]二、将硝酸镧、硝酸铈、硝酸铜和水混合，加入纳米氧化铝粉体混合均匀，再加入柠檬酸，混匀，烘干，研磨成粉末，放入马弗炉中加热，获得C粉料，然后加入MnCO3、Gd2O3和SiO2，球磨混合均匀，采用煅烧炉进行煅烧，得到高效催化剂；
[0021]三、将氧化铝粉体、天然矿石粉体、造孔剂、粘结剂、步骤一获得的烧结助剂和步骤二获得的高效催化剂进行球磨混合，然后过筛获得D粉料，再加入润滑剂进行混料，再加入沸石粉和无水乙醇，进行湿法球磨处理，获得陶瓷膜混料；
[0022]四、将步骤三获得的陶瓷膜混料进行练泥和陈腐处理，干燥，然后梯度升温进行煅烧，获得所述具有催化臭氧的功能性陶瓷膜，完成制备。
[0023]具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一所述Li2O、B2O3和SiO2的质量比为1:1：(4～5)；
[0024]所述CuO和H3BO3的质量比为1：(0.5～1.0)。其它与具体实施方式一相同。
[0025]具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤一所述A粉料和B粉料的质量比为2:1。其它与具体实施方式一或二相同。
[0026]具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤二所述硝酸镧、硝酸铈、硝酸铜和纳米氧化铝粉体的质量比为|(1.9～2.1):(0.2～0.25):(1.2～1.5):0.2。其它与具体实施方式一至三之一相同。
[0027]具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤二控制马弗炉的温度为200℃，加热时间为1h；控制煅烧温度为1000～1200℃，煅烧时间为3～4h。其它与具体实施方式一至四之一相同。
[0028]具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤二所述MnCO3、Gd2O3和SiO2的质量比为(5～8):(2～6)：(8～14)。其它与具体实施方式一至五之一相同。
[0029]具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：步骤三所述天然矿石粉体为硅藻土、电气石、膨润土或累托石，原料粒径为1～5μm；
[0030]所述造孔剂为黄糊精、甲基纤维素或聚乙二醇。其它与具体实施方式一至六之一相同。
[0031]具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：步骤三所述粘结剂为钾长石、钠长石、二氧化硅和煅烧滑石粉中的两种或其中几种的混合。其它与具体实施方式一至七之一相同。
[0032]具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：步骤三按质量份数，所述氧化铝粉体为70～95份、造孔剂为10～20份、粘结剂5～20份、烧结助剂为5～10份、10～20份沸石粉和高效催化剂为2～8份。其它与具体实施方式一至八之一相同。
[0033]具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是：步骤四梯度升温进行煅烧过程为以2℃/min升温速率升温至850℃保温1h，然后以3℃/min升温速率升温至950～1000℃保温2～3h。其它与具体实施方式一至九之一相同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有催化臭氧的功能性陶瓷膜的制备方法，其特征在于该方法具体按以下步骤进行：一、将Li2O、B2O3和SiO2放入聚四氟乙烯球磨罐中，研磨，得到A粉料；将CuO和H3BO3放入聚四氟乙烯球磨罐中，研磨，得到B粉料；将A粉料和B粉料混合球磨1～2h，得到烧结助剂；二、将硝酸镧、硝酸铈、硝酸铜和水混合，加入纳米氧化铝粉体混合均匀，再加入柠檬酸，混匀，烘干，研磨成粉末，放入马弗炉中加热，获得C粉料，然后加入MnCO3、Gd2O3和SiO2，球磨混合均匀，采用煅烧炉进行煅烧，得到高效催化剂；三、将氧化铝粉体、天然矿石粉体、造孔剂、粘结剂、步骤一获得的烧结助剂和步骤二获得的高效催化剂进行球磨混合，然后过筛获得D粉料，再加入润滑剂进行混料，再加入沸石粉和无水乙醇，进行湿法球磨处理，获得陶瓷膜混料；四、将步骤三获得的陶瓷膜混料进行练泥和陈腐处理，干燥，然后梯度升温进行煅烧，获得所述具有催化臭氧的功能性陶瓷膜，完成制备。2.根据权利要求1所述的一种具有催化臭氧的功能性陶瓷膜的制备方法，其特征在于步骤一所述Li2O、B2O3和SiO2的质量比为1:1：(4～5)；所述CuO和H3BO3的质量比为1：(0.5～1.0)。3.根据权利要求1所述的一种具有催化臭氧的功能性陶瓷膜的制备方法，其特征在于步骤一所述A粉料和B粉料的质量比为2:1。4.根据权利要求1所述的一种具有催化臭氧的功能性陶瓷膜的制备方法，其特征在于步骤二所述硝酸镧、硝酸铈、硝酸铜和纳...

【专利技术属性】
技术研发人员：马军，张瑛洁，李江岑，杨智伟，
申请(专利权)人：威海智洁环保技术有限公司，
类型：发明
国别省市：