专利名称：一种复合改性的a1的制作方法
技术领域：
本发明属无机陶瓷膜材料技术领域，具体地说，本发明涉及一种复合改性的Al2O3陶瓷微滤膜。
背景技术：
无机分离膜是一种具有巨大比表面的功能材料，正成为膜分离技术领域很重要的组成部分。膜孔径范围在0.1～10微米的陶瓷膜被称为陶瓷微滤膜，平均孔径在200～500nm左右的陶瓷微滤膜，可用于分离微小粒子、大的胶体粒子、细菌等，然而，这类材料如果未经改性，往往难以满足多数工业实际要求。中国专利(CN03155226.9)公开了由本申请人发明的一种改性的微滤膜，虽然可以提高微滤膜的水渗透通量，但难以同时兼顾渗透性能和耐酸碱腐蚀性能。要使制品具有尽量小的膜孔径和尽量大的过滤通量，同时又具有优异的耐酸碱性是推动微滤膜实现工业化应用的关键，也是本技术领域的难点所在。
发明内容
本发明的目的是提供一种渗透通量高、耐酸碱性能强的改性Al2O3陶瓷微滤膜。
本发明提供的一种改性的Al2O3陶瓷微滤膜，膜孔径为200～500nm，其特征是膜孔的内表面覆盖有由两种具有半导体性能氧化物复合构成的晶粒尺寸为5～20nm、厚度为20～100nm的改性涂层。
上述改性涂层最好是由ZnO与TiO2或者是由ZnO与ZrO2复合构成。
上述复合改性的Al2O3陶瓷微滤膜的制备方法是采用均相沉淀法
以尿素作均相沉淀剂，ZnO·TiO2改性分别采用硝酸锌和硫酸钛与尿素组合，先在采用常规方法制备的微滤膜孔内涂覆ZnO层，再在其外涂覆TiO2层，经热处理形成ZnO·TiO2复合改性涂层；ZnO·ZrO2改性分别采用硝酸锌和氧氯化锆与尿素组合，先在采用常规方法制备的微滤膜孔内涂覆ZnO层，再在其外涂覆ZrO2层，经热处理后形成ZnO·ZrO2复合改性涂层。
对于ZnO·TiO2涂层制备，硝酸锌溶液浓度为0.2～0.8mol/L，硫酸钛溶液浓度为0.1～0.5mol/L，分别按Zn2+/尿素摩尔比1∶2和Ti4+/尿素摩尔比为1∶3加入尿素，得到两种改性溶液，微滤膜分别浸渍上述各溶液1-2次，进行ZnO层和TiO2层的涂覆；对于ZnO·ZrO2复合涂层制备，硝酸锌溶液浓度为0.2～0.8mol/L，氧氯化锆溶液浓度为0.2～0.6mol/L，分别按Zn2+/尿素摩尔比为1∶2和Zr4+/尿素摩尔比为1∶3加入尿素，得到两种改性溶液，微滤膜分别浸渍上述各溶液1-2次，进行ZnO层和ZrO2层的涂覆。改性溶液的反应温度均为80℃-95℃，反应时间为3-5小时，烧成温度为950℃-1050℃，保温时间为0.5～1小时。
通过发明人大量的试验研究结果表明，本发明的复合改性陶瓷微滤膜与原陶瓷微滤膜相比，在膜孔径减小17～30％的情况下，对水的过滤通量反而可提高28％以上，且具有优异的耐酸碱腐蚀性能。
图1为均相沉淀法制备复合改性Al2O3陶瓷微滤膜的工艺流程图。
具体实施例方式
下面通过实施例和比较例对本发明作进一步说明，但是本发明不仅限于这些例子。
实施例1(1)配制溶液ZnO改性层涂覆液制备，硝酸锌溶液浓度为0.3mol/L，Zn2+/尿素摩尔比1∶2加入尿素，并充分搅拌，得到硝酸锌和尿素混合溶液；ZrO2改性层涂覆液制备，氧氯化锆配成0.3mol/L浓度的溶液，按Zr4+/尿素摩尔比为1∶3加入尿素，并充分搅拌，得到氧氯化锆和尿素混合溶液。
(2)先将微滤膜浸渍在硝酸锌和尿素混合溶液后抽真空，在85℃下反应4h，干燥后于950℃烧成并保温1h。
(3)再将上述经一次烧成后微滤膜浸渍在氧氯化锆和尿素混合溶液，在90℃下反应4h，干燥后于950℃烧成并保温1h，便获得ZnO·ZrO2复合改性微滤膜。
(4)复合改性前后Al2O3陶瓷微滤膜技术指标对比
实施例2(1)配制溶液ZnO改性层涂覆液制备，硝酸锌溶液浓度为0.3mol/L，Zn2+/尿素摩尔比1∶2加入尿素，并充分搅拌，得到硝酸锌和尿素混合溶液；TiO2改性层涂覆液制备，硫酸钛配成0.2mol/L浓度的溶液，按Ti4+/尿素摩尔比为1∶3加入尿素，并充分搅拌，得到硫酸钛和尿素混合溶液。
(2)先将微滤膜浸渍在硝酸锌和尿素混合溶液后抽真空，在85℃下反应4h，干燥后于950℃烧成并保温1h。
(3)再将上述经一次烧成后微滤膜浸渍在硫酸钛和尿素混合溶液，在95℃下反应4h，干燥后于950℃烧成并保温1h，便获得ZnO·TiO2复合改性微滤膜。
(4)复合改性前后Al2O3陶瓷微滤膜技术指标对比
实施例3(1)配制溶液ZnO改性层涂覆液制备，硝酸锌溶液浓度为0.4mol/L，Zn2+/尿素摩尔比1∶2加入尿素，并充分搅拌，得到硝酸锌和尿素混合溶液；ZrO2改性层涂覆液制备，氧氯化锆配成0.2mol/L浓度的溶液，按Zr4+/尿素摩尔比为1∶3加入尿素，并充分搅拌，得到氧氯化锆和尿素混合溶液。
(2)先将微滤膜浸渍在硝酸锌和尿素混合溶液后抽真空，在80℃下反应4h，干燥后于1000℃烧成并保温1h。
(3)然后将上述经一次烧成后微滤膜浸渍在氧氯化锆和尿素混合溶液，在95℃下反应4h，干燥后于1000℃烧成并保温0.5h，自然冷却至室温后，再将微滤膜浸渍在氧氯化锆和尿素混合溶液中，同样干燥后，于1000℃烧成并保温1h，获得ZnO·ZrO2复合改性微滤膜。
(4)复合改性前后Al2O3陶瓷微滤膜技术指标对比
实施例4(1)配制溶液ZnO改性层涂覆液制备，硝酸锌溶液浓度为0.6mol/L，Zn2+/尿素摩尔比1∶2加入尿素，并充分搅拌，得到硝酸锌和尿素混合溶液；TiO2改性层涂覆液制备，硫酸钛配成0.4mol/L浓度的溶液，按Ti4+/尿素摩尔比为1∶3加入尿素，并充分搅拌，得到硫酸钛和尿素混合溶液。
(2)先将微滤膜浸渍在硝酸锌和尿素混合溶液后抽真空，在80℃下反应4h，干燥后于1000℃烧成并保温1h。
(3)再将上述经一次烧成后微滤膜浸渍在硫酸钛和尿素混合溶液，在90℃下反应3h，干燥后于1000℃烧成并保温1h，便获得ZnO·TiO2复合改性微滤膜。
(4)复合改性前后Al2O3陶瓷微滤膜技术指标对比
实施例5(1)配制溶液ZnO改性层涂覆液制备，硝酸锌溶液浓度为0.8mol/L，Zn2+/尿素摩尔比1∶2加入尿素，并充分搅拌，得到硝酸锌和尿素混合溶液；TiO2改性层涂覆液制备，硫酸钛配成0.6mol/L浓度的溶液，按Ti4+/尿素摩尔比为1∶3加入尿素，并充分搅拌，得到硫酸钛和尿素混合溶液。
(2)先将微滤膜浸渍在硝酸锌和尿素混合溶液后抽真空，在80℃下反应3h，干燥后于1000℃烧成并保温0.5h。
(3)再将上述经一次烧成后微滤膜浸渍在硫酸钛和尿素混合溶液，在85℃下反应3h，干燥后于950℃烧成并保温1h，便获得ZnO·TiO2复合改性微滤膜。
(4)复合改性前后Al2O3陶瓷微滤膜技术指标对比
权利要求
1.一种改性的Al2O3陶瓷微滤膜，膜孔径为200～500nm，其特征是膜孔的内表面覆盖有由两种具有半导体性能氧化物复合构成的晶粒尺寸为5～20nm、厚度为20～100nm的改性涂层。
2.根据权利要求1所述的Al2O3陶瓷微滤膜，其特征是所述的改性涂层是由ZnO与TiO2或者是由ZnO与ZrO2复合构成。
全文摘要
本发明涉及一种复合改性的Al
文档编号B01D69/12GK1879953SQ200610082198
公开日2006年12月20日 申请日期2006年5月17日 优先权日2006年5月17日
发明者周健儿, 江伟辉, 张小珍, 王艳香, 汪永清, 刘阳, 胡学兵, 吴也凡 申请人:景德镇陶瓷学院