申请日2017.04.26
公开(公告)日2017.06.20
IPC分类号B01D71/02; B01D69/06; B01D69/02; B01D67/00; C02F1/44
摘要
本发明公开了一种含油污水 处理用陶瓷平板膜及其制备方法，本发明属于无机膜领域，具体为将有机酸、水和乙醇混匀后加入硅酸酯反应;再加入氟烷基硅氧烷反应后得到改性溶胶;将陶瓷平板膜浸渍于上述得到的改性溶胶中后，烘干即可。本发明采用超声浸渍低浓度改性溶胶的方式，改善陶瓷平板膜材料的亲水疏油性使膜材料的亲水疏油性增强，工艺简单，经济高效，有利于提高膜材料对于油污严重的污水净化效率和抗污染能力。
权利要求书
1.一种含油污水处理用陶瓷平板膜的制备方法，其特征是：步骤如下：
(1)将有机酸、水和乙醇混匀后加入硅酸酯反应;
(2)向步骤(1)中得到的溶液中加入氟烷基硅氧烷反应后得到改性溶胶;
(3)将陶瓷平板膜浸渍于步骤(2)得到的改性溶胶中后，烘干即可。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征是：所述陶瓷平板膜选自刚玉、莫来石、SiC、石英或堇青石多孔陶瓷平板膜成品中的一种。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征是：所述步骤(1)中，加入硅酸酯后搅拌反应0.5-2h。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征是：所述步骤(1)中，有机酸为冰醋酸、草酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸或枸椽酸中的一种以上;优选的：所述硅酸酯为正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅酸异丙酯或正硅酸丁酯中的一种以上。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征是：所述步骤(1)中，有机酸与硅酸脂的加入量体积比为1～3:1;优选的：所述有机酸和硅酸脂的总量占乙醇的体积比为2～10%。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征是：所述步骤(2)中，氟烷基硅氧烷为十三氟辛基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十五氟壬基三甲氧基硅烷、十五氟壬基三乙氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷、全氟辛磺酰氨丙基三甲氧基硅烷、全氟辛磺酰氨丙基三乙氧基硅烷中的一种以上。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征是：所述步骤(2)中，氟烷基硅氧烷的加入量与硅酸脂的摩尔比为1:1～3。
8.如权利要求1所述的制备方法，其特征是：所述步骤(3)中，浸渍为超声浸渍2～3h。
9.权利要求1-8任一所述的制备方法制备得到的陶瓷平板膜。
10.权利要求1-8任一所述的制备方法制备得到的陶瓷平板膜在污水处理中的应用。
说明书
一种含油污水处理用陶瓷平板膜及其制备方法
技术领域
本发明属于无机膜领域，具体涉及一种含油污水处理用陶瓷平板膜及其制备方法。
背景技术
陶瓷平板膜是一种新型过滤材料，可用于污水处理领域，与有机膜相比具有机械强度高，耐高温、耐酸碱腐蚀等诸多优点，近几年来在水处理领域取得迅速发展和广泛应用。污水处理过程中存在的膜污染问题严重影响过滤膜的使用寿命，主要是有机污染物附着于膜表面，形成对膜孔道的堵塞，降低水通量，甚至完全使膜材料失去过滤功能。通过对膜材料的导电性、亲水性和疏油性等性质进行表面处理可以有效的提高膜材料处理污水的能力。对于油污严重的污水处理，在进行膜过滤的过程中往往会产生油污堵塞现象。单纯地进行疏油化处理，又会造成通量的下降。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种含油污水处理用陶瓷平板膜的制备方法，该方法步骤简单，适于工业化生产。
一种含油污水处理用陶瓷平板膜的制备方法，步骤如下：
(1)将有机酸、水和乙醇混匀后加入硅酸酯反应;
(2)向步骤(1)中得到的溶液中加入氟烷基硅氧烷反应后得到改性溶胶;
(3)将陶瓷平板膜浸渍于步骤(2)得到的改性溶胶中后，烘干即可。
所述陶瓷平板膜选自刚玉、莫来石、SiC、石英或堇青石多孔陶瓷平板膜成品中的一种。
优选的：所述步骤(1)中，加入硅酸酯后搅拌0.5-2h。
优选的：所述步骤(1)中，有机酸为冰醋酸、草酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸或枸椽酸中的一种以上;
所述硅酸酯为正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅酸异丙酯或正硅酸丁酯中的一种以上;
所述有机酸与硅酸脂的加入量体积比为1～3:1;优点：此处硅酸酯的用量既避免了溶胶固含量大、不稳定，容易出现絮状悬浮物的问题，也使所得到的陶瓷平板膜的亲水疏油效果显著。
所述有机酸和硅酸脂的总量占乙醇的体积比为2～10%;
水的体积占乙醇的2%-5%。
优选的：所述步骤(2)中，氟烷基硅氧烷为十三氟辛基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十五氟壬基三甲氧基硅烷、十五氟壬基三乙氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷、全氟辛磺酰氨丙基三甲氧基硅烷、全氟辛磺酰氨丙基三乙氧基硅烷中的一种以上;
氟烷基硅氧烷的加入量与硅酸脂的摩尔比为1:1～3。优点：此处氟烷基硅氧烷的加入量使疏油效果显著，也避免了溶胶的不稳定和使水通量下降等等问题的出现。
优选的：所述步骤(3)中，浸渍为超声浸渍2～3h。
本发明的目的之二是提供一种由上述方法制备得到的陶瓷平板膜，该陶瓷平板膜覆有亲水疏油膜。
本发明的目的之三是提供一种由上述方法制备得到的陶瓷平板膜在污水处理中的应用，特别是在含油污水处理中的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明将膜的亲水性和疏油性适当结合，在保证一定通量的同时，达到减少油污堵塞的目的。
本发明的制备方法采用超声浸渍低浓度改性溶胶的方式，使膜材料的疏水性更强，工艺简单，经济高效，有利于提高膜材料的污水净化效率和抗污染能力。
本发明的制备方法适于工业化大批量生产。
本发明制备方法中的超声处理可以有效去除平板膜表面的杂质和一部分表面粘附的小颗粒，产生新鲜的颗粒表面，提高溶胶对平板膜表面的浸润和附着。
具体实施方式
为了更好的了解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
(1)将冰醋酸、水加入到乙醇中，搅拌均匀，加入正硅酸乙酯，搅拌2h。冰醋酸与正硅酸乙酯的加入量体积比为1:1，冰醋酸和正硅酸乙酯的总量占乙醇的体积比为2%，水的体积占乙醇的2%。
(2)加入氟烷基硅氧烷，搅拌2h。氟烷基硅氧烷的加入量与正硅酸乙酯的摩尔比为1:1。
(3)将刚玉陶瓷平板膜成品浸入改性溶胶中，超声浸渍3h。
(4)在50℃下烘干，获得覆有亲水疏油膜的陶瓷平板膜产品。
所得产品的气孔率为39.8%，平均孔径1.8μm，强度18.8MPa，水通量为2.2m3/h·m2。
实施例2
(1)将冰醋酸、水加入到乙醇中，搅拌均匀，加入正硅酸甲酯，搅拌2h。冰醋酸与正硅酸甲酯的加入量体积比为3:1，冰醋酸和正硅酸甲酯的总量占乙醇的体积比为5%，水的体积占乙醇的5%。
(2)加入氟烷基硅氧烷，搅拌2h。氟烷基硅氧烷的加入量与硅酸脂的摩尔比为1:3。
(3)将SiC陶瓷平板膜成品浸入改性溶胶中，超声浸渍3h。
(4)在80℃下烘干，获得覆有亲水疏油膜的陶瓷平板膜产品。
所得产品的气孔率为40.2%，平均孔径1.6μm，强度19.6MPa，水通量为1.8m3/h·m2。
实施例3
(1)将草酸、水加入到乙醇中，搅拌均匀，加入正硅酸乙酯，搅拌1h。草酸与正硅酸乙酯的加入量体积比为2:1，草酸和正硅酸乙酯的总量占乙醇的体积比为8%，水的体积占乙醇的2.5%。
(2)加入氟烷基硅氧烷，搅拌2h，氟烷基硅氧烷的加入量与正硅酸乙酯的摩尔比为1:2.5。
(3)将刚玉陶瓷平板膜成品浸入改性溶胶中，超声浸渍3h。
(4)在70℃下烘干，获得覆有亲水疏油膜的陶瓷平板膜产品。
所得产品的气孔率为38.2%，平均孔径1.9μm，强度20.4MPa，水通量为1.9m3/h·m2。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
