专利名称：利用植物基原料制备多孔滤膜的制作方法
利用植物基原料制备多孔滤膜发明领域本发明涉及膜分离技术领域中的膜制备方法。提出一种利用植物基原料制备多孔滤膜的方法。发明背景现有的多孔膜包括有机高分子膜和无机膜。无机膜由于具有良好的化学稳定性和耐高温 性能得到迅速发展。无机膜主要包括金属膜、陶瓷膜和炭膜，其中炭膜是一种新型的无机分 离膜，生产工艺一般采用高分子原料作前驱体制备涂覆液，在多孔支撑体上涂覆、干躁，然 后进行高温炭化得到，目前炭膜研究的重点在气体分离上。利用植物基原料，如杏核壳、核 桃壳、桃核壳、椰子壳、枣核，制备多孔滤膜，可应用于微滤、超滤分离以及气体分离膜的 支撑体。 发明内容本发明的目的是提供一种以廉价的植物为原料，采用简单的工艺，即将植物基原料破碎 后进行预炭化；将预炭化物粉碎、磨细、分选后中加入溶剂和添加剂制成涂覆液；将涂覆液涂敷在多孔支撑 体上；将涂覆后的多孔支撑体干燥后置于炭化炉中炭化；制备孔径分布窄，成本低的多孔滤 膜的方法。实现本发明的构思基于釆用和高分子原料性质相似、来源丰富的廉价植物为原料，经 涂覆、干燥、炭化形成多孔滤膜，可应用于微滤、超滤分离以及气体分离膜的支撑体。实施本发明的具体方法是-首先将植物基原料破碎后进行预炭化；将预炭化物进行粉碎、磨细和分选，得到不同粒 径的原料，在其中加入水或有机溶剂以及添加剂，添加剂是粘结剂或分散剂的一种或几种。 粘结剂选自酚醛树脂类粘结剂、纤维素及其衍生物类粘结剂、焦油、沥青、渣油、淀粉、聚 乙烯醇或其混合物中的一种或几种；分散剂选自聚羧酸盐、聚亚羧酸盐、院基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基聚乙烯醚、烷基聚氧乙烯醚。加入溶剂和添加剂后将原料搅拌均匀制成涂膜 液，根据所采用的支撑体不同，加入不同量的溶剂和添加剂，将涂覆液涂敷在多孔支撑体上， 采用喷涂法、刮涂法或浸涂法涂覆，将涂覆后的支撑体干燥，然后置于炭化炉中炭化、冷却。 炭化温度根据不同原料的炭化特性而不同，以0.1 30'C/min的升温速度升至炭化温度(300一1000'C〉，恒温0—500分钟，然后自然冷却，得到非对称膜，该膜可直接应用于微滤、超 滤分离，也可用作非对称气体分离膜的支撑体。本发明以廉价的植物壳为原料，通过简单的 炭化法制得低成本的多孔滤膜下面介绍
具体实施例方式实施例1将杏壳在500'C预炭化1小时，将预炭化物粉碎、砂磨，经过分离得到平均粒径< 38微 米的碳粉，在其中加入适量的水和10%的水溶性酚醛树脂，搅拌均匀，在平均孔径1.6微米 的多孔炭支撑体上涂覆，室温干燥24小时，然后置入炭化炉中，以每分钟3摄氏度的升温速 度升至800摄氏度，恒温1小时，自然冷却到室温，得到平均孔径0.35微米的非对称多孔膜。 实施例2将杏壳在500'C预炭化1小时，将预炭化物粉碎、砂磨，经过分离得到平均粒径<24微 米的碳粉，其它工艺条件同实施例l，可得到平均孔径0.21微米的非对称多孔膜。
权利要求
1. 一种利用植物基原料制造多孔滤膜的方法，其由下述步骤组成a)将植物基原料破碎后进行预炭化；b)将预炭化物粉碎、磨细、分选后中加入水或有机溶剂以及添加剂制成涂覆液；c)将涂覆液涂敷在多孔支撑体上；d)将涂覆后的多孔支撑体干燥；e)然后置于炭化炉中炭化；和f)冷却。
2. 根据权利要求l的方法，其中，植物基原料选自下述的一种或多种a) 杏核壳；b) 核桃壳；c) 桃核壳；d) 椰子壳；e) 枣核壳f) 竹子。
3. 根据权利要求l的方法，其中，预炭化条件为炭化温度300—1000摄氏度。
4. 根据权利要求l的方法，其中，添加剂选自下述的一种或多种a) 粘结剂选自酚醛树脂类粘结剂、纤维素及其衍生物类粘结剂、焦油、沥青、渣油、 淀粉、聚乙烯醇或其混合物；b) 分散剂选自聚羧酸盐、聚亚羧酸盐、垸基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基聚乙烯醚、 烷基聚氧乙烯醚。
5. 根据权利要求l的方法，其中，添加剂用量为粘结剂0.1_30%,分散剂0.01—10%。
6. 根据权利要求l的方法，其中，涂覆方法是喷涂法、刮涂法或浸涂法。
7. 根据权利要求l的方法，其中，干燥条件为自然干燥或加热烘干或真空干燥。
8. 根据权利要求1的方法，其中，炭化条件为炭化温度300—1000'C，升温速率每分钟 0.1 30°C，恒温时间0 500分钟。
9. 根据权利要求l的方法，其中，冷却是自然冷却。
10. 根据权利要求1的方法，其中，支撑体可以是多孔陶瓷支撑体、多孔金属支撑体、多孔 炭支撑体。
全文摘要
本发明提供了一种简单实用的低成本多孔滤膜的制备方法，即将植物基原料破碎后进行预炭化；将预炭化物粉碎、磨细、分选后中加入水或有机溶剂以及添加剂制成涂覆液；将涂覆液涂敷在多孔支撑体上；将涂覆后的多孔支撑体干燥后置于炭化炉中炭化、冷却；制备孔径分布窄、成本低的非对称多孔滤膜的方法。此产品用于微滤、超滤分离或用作气体分离膜的支撑体。
文档编号B01D71/02GK101234298SQ200710002589
公开日2008年8月6日 申请日期2007年1月29日 优先权日2007年1月29日
发明者秦国彤, 微 魏 申请人:北京联合大学应用文理学院;北京航空航天大学