本发明涉及水处理领域，具体涉及一种陶瓷超滤膜的制备方法。
背景技术：
陶瓷膜是无机膜中的一种，属于膜分离技术中的固体膜材料，主要以不同规格的无机陶瓷材料作为支撑体，经表面涂膜、高温烧制而成。
陶瓷膜技术是膜技术中的翘楚， 膜是一种高分子化学材料，它有无数个只能用微米甚至纳米计算的小孔，既有分离、浓缩、净化和脱盐功能，又有高效、节能、环保、分子级过滤等特征。膜技术发明之后便广泛运用于食品加工、水质净化、环境治理、制药工业、化工与石油化工等领域，用来实现产品的净化分离。陶瓷膜就是由经过高温烧结的陶瓷材料制成的分离膜。由于具有独特的耐性，其一进入市场便成为膜领域发展最为迅速、也最有发展前景的品种之一。
通常陶瓷膜的制备分为两步，一是支撑体的制备，二是分离层的制备。首先制备具有较大孔径的支撑体，再通过溶胶- 凝胶法，化学气相沉积法等方法在支撑体表面涂层，形成具有两层或两层以上的不对称结构的陶瓷膜。涂层厚度一般只有几十纳米到几微米，在分离过程中起主要分离作用。现有技术一般支撑体和分离层的制备分开进行，需要经过多次烧结，而烧结过程在整个陶瓷膜制备成本中比重大，多次烧结使陶瓷膜的制造成本居高不下。
技术实现要素：
为了克服现有技术上述的不足，本发明提供一种陶瓷超滤膜的制备方法，本发明采用一步法制备工艺，直接在支撑体生坯上浸涂溶胶，经干燥后一步烧结，制备具有不对称结构的陶瓷膜。降低烧结次数对降低陶瓷膜制备成本作用明显。
本发明方案为：
一种陶瓷超滤膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备陶瓷超滤膜支撑体生坯；
（2）将PVA 加入勃姆石溶胶中，其中，PVA在溶胶中的添加质量百分含量为０.４%～１.２%；
（3）将步骤（１）的陶瓷超滤膜支撑体置于步骤（２）加了PVA的勃姆石溶胶中浸涂５～７秒；
（４）然后干燥后一次烧结。
本发明的另一优选方案是，所述勃姆石溶胶为异丙醇铝制溶胶，溶胶中异丙醇铝浓度0.２８～０.３２mol/L。
本发明的另一优选方案是，所述异丙醇铝制溶胶中异丙醇铝浓度0.３mol/L。
本发明的另一优选方案是，所述勃姆石溶胶为氯化铝制溶胶，溶胶中氯化铝浓度0.1２～０.１６mol/L。
本发明的另一优选方案是，所述氯化铝制溶胶中氯化铝浓度0.1５mol/L。
本发明的另一优选方案是，所述陶瓷超滤膜浸涂后涂层厚度为１. 4５～１.４８μm。
本发明的另一优选方案是，所述陶瓷超滤膜浸涂后涂层厚度为１. 4７μm。
本采用在支撑体生坯上浸涂勃姆石溶胶，经干燥后一次烧结制备具有不对称结构的无机陶瓷超滤膜。采用直接在支撑体生坯上浸涂勃姆石溶胶后干燥烧结工艺( 一步法)制备出具有不对称结构的α-Al2O3 陶瓷膜，大大降低了陶瓷超滤膜的生产成本，克服了现有技术成本高的缺陷。
具体实施方式：
以下提供本发明的优选实施方式，以助于进一步理解本发明，但本发明的保护范围并不仅限于这些实施例。
实施例１
（１）采用现有技术制备Al2O3 陶瓷膜支撑体生坯；
（2）将PVA 加入勃姆石溶胶中，其中，PVA在溶胶中的添加质量百分含量为1%
（3）将步骤（１）的陶瓷超滤膜支撑体生坯置于步骤（２）加了PVA的勃姆石溶胶中浸涂６秒；
（４）然后干燥后一次烧结得到α-Al2O3 陶瓷膜。
所述勃姆石溶胶为异丙醇铝制溶胶，溶胶中异丙醇铝浓度0.３mol/L。
干燥温度为120℃,干燥时间为2小时，烧结温度为１１５０℃，烧结时间３小时。
实施例２
（１）采用现有技术制备Al2O3 陶瓷膜支撑体生坯；
（2）将PVA 加入勃姆石溶胶中，其中，PVA在溶胶中的添加质量百分含量为1%
（3）将步骤（１）的陶瓷超滤膜支撑体生坯置于步骤（２）加了PVA的勃姆石溶胶中浸涂１５秒；
（４）然后干燥后一次烧结得到α-Al2O3 陶瓷膜。
所述勃姆石溶胶为异丙醇铝制溶胶，溶胶中异丙醇铝浓度0.３mol/L。
干燥温度为120℃,干燥时间为1.5小时，烧结温度为１１５０℃，烧结时间３小时。
实施例３
（１）采用现有技术制备Al2O3 陶瓷膜支撑体生坯；
（2）将PVA 加入勃姆石溶胶中，其中，PVA在溶胶中的添加质量百分含量为０.５%；
（3）将步骤（１）的陶瓷超滤膜支撑体置于步骤（２）加了PVA的勃姆石溶胶中浸涂３秒；
（４）然后干燥后一次烧结得到α-Al2O3 陶瓷膜。
所述勃姆石溶胶为异丙醇铝制溶胶，溶胶中异丙醇铝浓度0.１６mol/L。
干燥温度为120℃,干燥时间为1小时，烧结温度为1150℃，烧结时间３小时。
实施例４
（１）采用现有技术制备Al2O3 陶瓷膜支撑体生坯；
（2）将PVA 加入勃姆石溶胶中，其中，PVA在溶胶中的添加质量百分含量为０.５%；
（3）将步骤（１）的陶瓷超滤膜支撑体置于步骤（２）加了PVA的勃姆石溶胶中浸涂9秒；
（４）然后干燥后一次烧结得到α-Al2O3 陶瓷膜。
所述勃姆石溶胶为异丙醇铝制溶胶，溶胶中异丙醇铝浓度0.16mol/L。
干燥温度为120℃,干燥时间为2小时，烧结温度为1150℃，烧结时间３小时。
实施例5
（１）采用现有技术制备Al2O3 陶瓷膜支撑体生坯；
（2）将PVA 加入勃姆石溶胶中，其中，PVA在溶胶中的添加质量百分含量为０.５%；
（3）将步骤（１）的陶瓷超滤膜支撑体置于步骤（２）加了PVA的勃姆石溶胶中浸涂15秒；
（４）然后干燥后一次烧结得到α-Al2O3 陶瓷膜。
所述勃姆石溶胶为异丙醇铝制溶胶，溶胶中异丙醇铝浓度0.16mol/L。
干燥温度为120℃,干燥时间为2小时，烧结温度为1150℃，烧结时间３小时。
实施例1－5所制得的陶瓷膜的完整性如下表：
表一：PVA 加入对异丙醇铝制溶胶膜缺陷的影响
实施例6 对比例
（１）采用现有技术制备Al2O3 陶瓷膜支撑体生坯；
（2）将步骤（１）的陶瓷超滤膜支撑体置于未加了PVA的勃姆石溶胶中浸涂6秒；
（４）然后干燥后一次烧结得到α-Al2O3 陶瓷膜。
所述勃姆石溶胶为异丙醇铝制溶胶，溶胶中异丙醇铝浓度0.16mol/L。
干燥温度为120℃,干燥时间为44钟，烧结温度为1150℃，烧结时间３小时。
该方法烧结所得的陶瓷膜开裂现象普遍。
实施例7
本实施例勃姆石溶胶改为氯化铝制溶胶，其它条件同实施例1。
实施例8
本实施例勃姆石溶胶改为氯化铝制溶胶，其它条件同实施例2。
实施例9
本实施例勃姆石溶胶改为氯化铝制溶胶，其它条件同实施例3。
实施例10
本实施例勃姆石溶胶改为氯化铝制溶胶，其它条件同实施例4。
实施例11
本实施例勃姆石溶胶改为氯化铝制溶胶，其它条件同实施例5。
实施例7－11所制得的陶瓷膜完整性如下表所示：
表二：PVA 加入对氯化铝制溶胶膜完整性的影响
经检测，本发明所制得的陶瓷超滤膜的涂层厚度与膜截留率和通量的关系如下表：
表三：涂膜厚度与膜截留率及通量关系
经过实验，将PVA 直接加入异丙醇铝和氯化铝制勃姆石溶胶中，能够延长涂膜时间，有效改善涂层烧结的完整性。另外，适当降低氯化铝制勃姆石溶胶浓度可以提高涂膜时间至15s。
经检测，在支撑体生坯上涂膜时间为6s（ 异丙醇铝制溶胶浓度0.3mol/L, 氯化铝制溶胶浓度0.16mol/L）即使干燥阶段减小到1h 也可以制备出完整无缺陷的有分离层的陶瓷膜。
经检测，随着膜厚度的增加，截留率上升，通量下降，空隙率与膜厚无关。当膜厚度达到1.47μm 时，对PVA1750 的截留率大于90%，截留分子量为75000。
实验结果说明采用直接在支撑体生坯上浸涂勃姆石溶胶后干燥烧结工艺( 一步法) 可以制备出具有不对称结构的α-Al2O3 陶瓷膜。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。