專利名稱：膜內置無機膜管及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種無機膜，特別涉及一種膜內置無機膜管。本發(fā)明還涉及所述膜內置無機膜管的制備方法。
背景技術：
無機膜因其良好的耐高溫、耐腐蝕、生物惰性、可清洗等特點已廣泛應用于機械、電子、化學、醫(yī)藥衛(wèi)生、生物、食品、環(huán)保等領域，用于流體的分離、澄清、除菌等。
無機膜的分離性能取決于無機膜的結構和分離參數(shù)如膜孔大小和孔徑分布、膜孔隙率、膜厚、膜通量、膜阻力、膜強度等。膜孔大小和孔徑分布直接決定了無機膜的分離、澄清、除菌等的膜分離效果和應用領域。合適的膜通量(單位時間單位面積流體通過膜的量)可保證膜的實用性。而膜的強度決定了無機膜在實際使用過程中的結構穩(wěn)定性和使用壽命。
無機膜的上述結構和分離參數(shù)之間是互相影響、制約的。如孔徑小、孔分布窄的無機膜的分離、澄清、除菌效果好，但隨著膜孔徑的減小、孔分布的變窄，流體通過無機膜的阻力將增大，膜的通量將減小。這時減小膜厚、提高膜孔隙率能降低膜阻力、提高膜通量，但隨著膜厚減小、膜孔隙率增加，無機膜的強度將隨之降低，不利于膜的應用。性能優(yōu)良的無機膜應該是具有好的膜分離效果、高的膜強度和大的膜通量?？讖酱?、孔分布寬，膜阻力小，膜通量會增大，但膜分離效果會削弱。膜的孔隙率大，膜阻力也小，膜通量會增大，但膜的強度會差。膜厚增加，膜強度將增大，但膜阻力會增大?？梢杂纱丝梢?，膜分離效果、膜強度和膜通量是相互影響和制約的，可以說是相互矛盾的。性能優(yōu)良的無機膜應該是在保證好的膜分離效果的前提下，使膜具有盡可能大的通量和高的膜強度。在無機膜制備的過程中如何將膜孔徑和孔徑分布、膜孔隙率、膜厚度有機的統(tǒng)一起來，達到最佳化的匹配，是無機膜制備的難點和關鍵。
為了解決上述的膜制備難點，已經有不少研究工作者們在這方面作了許多工作，膜的結構也由最初的對稱結構向不對稱結構、梯度結構的方向發(fā)展。由于對稱結構的無機膜在整個膜厚方向的膜孔徑一致，如果要保證膜分離效果，就需選用細小顆粒的基料制備小膜孔徑的膜，這必然導致膜阻力的顯著增大，使膜通量減小，雖然可通過減薄膜厚來減小膜阻力，但又將犧牲膜的強度，影響膜的實際使用性能，所以對稱結構的無機膜無法滿足好的膜分離效果、高的膜強度和大的膜通量的整體要求，只是在一些用于粗濾或預過濾的多孔過濾元件中采用這種簡單的對稱結構。
目前應用于機械、電子、化學、醫(yī)藥衛(wèi)生、生物、食品、環(huán)保等領域流體的分離、澄清、除菌等的無機膜采用的都是多層不對稱或梯度結構，由支撐體、控制層和中間過渡層組成。大孔徑、數(shù)毫米厚的多孔層作為支撐體，具有一定機械強度，保證無機膜的合適機械強度。在支撐體上面負載孔徑很小、厚度很薄的控制膜層，保證無機膜的分離精度。為了提高控制膜層在支撐體上的負載效果，在控制膜層負載于載體之前，先在支撐體上負載上孔徑比支撐體孔小但比控制膜層孔大的一層或多層的中間過渡層，這種無機膜的多層不對稱結構可有效解決膜分離效果、膜強度和膜通量之間的矛盾。但多層不對稱的無機膜在制備時控制層或過渡層都是附著在前一層大孔的管體上，由于粉體顆粒直徑是突變的，下一層粉體顆粒勢必會堵塞一部分上一層大孔，這樣，將大大降低無機膜的透過能力。另一方面，由于多層不對稱結構無機膜在層與層之間不是一次成型，需要多次成型和燒結過程。首先需要制備出支撐體，往往需要燒成后才能再進行下一層的涂敷和燒結，已經燒結后的支撐體一般不會再收縮了，由于一般陶瓷材料在燒結時的收縮都比較大，而新涂敷的下一層的與上一支撐體的收縮率不同，那么，層與層之間的界面處就是一個最容易產生缺陷的地方，很容易產生剝離以及收縮引起的裂紋和其它缺陷。影響無機膜的質量，尤其是長期使用穩(wěn)定性。
為了解決這些問題，發(fā)明專利“梯度陶瓷膜管及其制備方法”(ZL00117221.2)用離心成型的方法將漿料中的粉體顆粒沿徑向由大到小逐漸成形，漿料中最大的顆粒形成了膜管的外表面，而最小的顆粒則集中在陶瓷膜管的內表層，形成孔徑均勻分布的控制膜層，制備了孔徑沿徑向連續(xù)變化的梯度無機膜管。但這種成型方法只能在膜管的內表面形成控制膜層，只有在流體由管內進時才顯現(xiàn)其優(yōu)勢，如果流體從管外進，外管壁的大孔徑，容易使流體中的污染物進入孔道，造成膜堵塞，不易清洗，這時內管壁的控制膜層在防止膜孔堵塞等膜污染方面的作用就不明顯了。
發(fā)明專利“雙控制膜層無機膜管及其制備方法(CN 200510033632.9)”利用兩次連續(xù)離心成型的方法制備了在內外管壁同時具有控制膜層的雙控制膜層無機膜管，這種無機膜不論是流體由管內還是管外進，都能有效地防止污染物進入膜孔內，污染物只能在控制膜的表面沉積，易于清洗，將使膜的使用性大大提高，有很好的使用價值。但這種雙控制膜層無機膜由于雙重控制膜的存在會增加膜的阻力，減小膜的通量。而且在無機膜的使用過程中，隨著膜分離過濾的進行，會有越來越多的污染物沉積在控制膜的表面，不論是采用簡單沖洗、反沖洗還是機械清洗，由于這些控制膜層厚度很薄(一般＜30微米)隨著清洗的次數(shù)增加，這些控制膜層都會有不同程度的損壞，一旦這些控制膜層出現(xiàn)損壞，就會不同程度地影響無機膜的分離效果。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種膜內置無機膜管，將控制膜層按需要內置于膜管的任一位置，有效防止或減緩清洗對控制膜層的損壞，同時減小膜阻力、提高膜通量。
本發(fā)明的目的還在于提供所述膜內置無機膜管的制備方法。
本發(fā)明的膜內置無機膜管，膜管孔隙率為20～85％，直徑5～300mm，長度10～2000mm，壁厚為2～15mm，由內支撐體、外支撐體和控制膜層構成，所述控制膜層介于內支撐體和外支撐體之間。
本發(fā)明的一種膜內置無機膜管的制備方法，包括如下步驟(1)配置復合漿料將粒徑為0.1-20μm的無機粉料、懸浮劑、分散劑和載體配置成漿料A，將粒徑為5-30μm的無機粉料、懸浮劑、分散劑和載體配置成漿料B；(2)兩次離心成型將漿料A注入管模中進行離心成型形成外支撐體和控制膜層，然后將漿料B注入該管模中，進行離心成型，漿料B在漿料A形成的控制膜層上形成內支撐體，經過兩次離心成型得到生坯，對其分離脫去載體，烘干、脫模、燒結即可制得本發(fā)明的膜內置的無機膜管。
步驟(1)所述漿料A中各組分的重量份數(shù)和漿料B中各組分的重量份數(shù)如下無機粉料30-59.9；載體69.9-40；懸浮劑 0-0.5；分散劑 0-0.5；其中懸浮劑和分散劑不同時為零，各組分重量份數(shù)之和為100；所述無機粉料是粉體Al2O3、TiO2、SiO2、ZrO2、SiC、硅藻土、珍珠巖、鎳、鈦、不銹鋼、青銅、銅、鐵中的一種或一種以上混合物；所述載體是水；所述懸浮劑和分散劑是羧甲基纖維素、聚乙烯醇、阿拉伯樹膠、聚乙二醇、聚丙烯酰胺中的一種。
步驟(2)中，燒結溫度為700～1850℃，第一次離心成型使得漿料A中的最大顆粒首先附著在管模內壁成型，隨成型時間的增加，漿料中的無機粉料沿徑向由大到小逐漸向管模內壁偏聚成型，該漿料中的最小顆粒最終在外支撐體內側形成控制膜層，第二次離心成型使得漿料B中的大顆粒在離心力作用下緊挨控制膜層聚積成型，在控制膜層內側形成一定厚度的大孔徑的內支撐體。所得膜內置無機膜管，其控制膜層膜孔孔徑為0.1μm～5μm，膜管孔隙率為20～85％，直徑5～300mm，長度10～2000mm，壁厚為2～15mm。
本發(fā)明的膜內置無機膜管還可以采用如下方法制備得到，包括如下步驟(1)配置復合漿料將粒徑0.2-1μm的均一粒徑無機粉料、懸浮劑、分散劑和載體配置成漿料C，將平均粒徑為3-40μm的無機粉料、懸浮劑、分散劑和載體配置成漿料D；(2)三次離心成型根據(jù)控制膜所需處的位置，首先將1/3-2/3漿料D的量加入到管模中，在離心力作用下，在緊挨管模內壁形成支撐體，然后將漿料C注入到管模中，在離心力作用下，漿料C在漿料D形成的支撐體上形成一孔徑均勻的膜層，最后將剩余的漿料D注入管模中，進行離心成型，在漿料C形成的膜層上再形成一內支撐體，通過三次離心成型形成了具有內外支撐體、控制膜層介于內外支撐體之間的膜內置無機膜管生坯，分離脫去載體、烘干、脫模、燒結即可制得本發(fā)明的膜內置無機膜管。
步驟(1)所述漿料C中各組分的重量份數(shù)和漿料D中各組分的重量份數(shù)如下
無機粉料10-59.9；載體89.9-40；懸浮劑 0-0.5；分散劑 0-0.5；其中懸浮劑和分散劑不同時為零，各組分重量份數(shù)之和為100；所述無機粉料是粉體Al2O3、TiO2、SiO2、ZrO2、SiC、硅藻土、珍珠巖、鎳、鈦、不銹鋼、青銅、銅、鐵中的一種或一種以上混合物；所述載體是水；所述懸浮劑和分散劑是羧甲基纖維素、聚乙烯醇、阿拉伯樹膠、聚乙二醇、聚丙烯酰胺中的一種。
步驟(2)中所述燒結溫度為700～1850℃，所制備的膜內置無機膜管，其控制膜層膜孔孔徑為0.1μm～5μm，膜管孔隙率為20～85％，直徑5～300mm，長度10～2000mm，壁厚為2～15mm。
得到的無機膜管，其控制膜層可以在膜管內外表面之間的任何位置，不論流體是由管內還是管外進，流體中的污染物沉積在內表面或外表面，而不是直接附著在控制膜層上，在膜的使用和清洗過程中控制膜層都受到內外支撐體的保護，不容易出現(xiàn)破損，在整個使用過程中都能有效保持控制膜層的完整性從而保證無機膜的分離精度，有效地防止截留的污染物透過控制膜層與分離后的流體接觸，將膜分離過程的二次污染降到最低，使膜的使用性大大提高。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有下列優(yōu)點(1)控制膜層膜可置于膜管內、外壁之間的任一位置；(2)流體中的污染物不會直接附著在控制膜層上；(3)使用和清洗過程中控制膜層都受到內外支撐體的保護，不容易出現(xiàn)破損，影響膜分離精度；
(4)截留的污染物不能透過控制膜層與分離后的流體接觸，將膜分離過程的二次污染降到最低；(5)雙漿料、兩次或多此連續(xù)成型、一次干燥、燒結，工序簡單、生產周期短。
具體實施例方式
下面通過實施例進一步詳述本發(fā)明。
實施例1(1)配置漿料A和漿料B將下述配方配置漿料C、漿料D，分別經過4小時機械攪拌，制成均勻的漿料。
漿料A0.1μm～10μm氧化鋁粉50g；水80g；聚丙烯酰胺0.1g。
漿料B平均粒徑20μm氧化鋁粉50g；水60g；聚丙烯酰胺0.1g。
(2)兩次離心成型將漿料A加入離心膜管成型機的管模中，管模轉速為15000rpm，旋轉15分鐘，在離心力的作用下，漿料A中的最大顆粒首先附著在管模內壁成型，隨成型時間的增加，漿料A中的無機粉料沿徑向由大到小逐漸向管模內壁偏聚成型，該漿料中的最小顆粒最終在外支撐體內側形成控制膜層，再將不含最小顆粒的大粒度的漿料B注入，管模轉速為10000rpm，旋轉10分鐘，該漿料中的大顆粒在離心力作用下緊挨控制膜層聚積成型，在控制膜層內側形成一定厚度的大孔徑的內支撐體。
通過兩次離心成型形成了具有內外支撐體、控制膜層介于內外支撐體之間的膜內置氧化鋁膜管生坯。在成型過程中復合漿料內的載體與由無機粉體顆粒組成的生坯分離，脫去載體，制成的膜內置無機膜管生坯經過烘干、脫模、燒結，膜管燒結溫度為1650℃，保溫時間2小時，冷卻后即得到膜內置的氧化鋁膜管。其控制層膜孔孔徑為0.04μm，膜管孔隙率35％，直徑28mm，長度250mm，膜管厚度為5mm，可用于流體的微濾，也可用作膜載體，是無機超濾、納濾膜的良好載體并可用作高溫膜反應器。
實施例2(1)配置漿料A和漿料B將將下述配方配置漿料A、漿料B，分別經過2小時機械攪拌，制成均勻的漿料。
漿料A0.5μm～3μm金屬Ti粉30g；水40g；聚乙二醇0.05g。
漿料B平均粒徑5μ金屬Ti粉50g；水30g；聚乙二醇0.1g。
(2)兩次離心成型將漿料A加入離心膜管成型機的管模中，模轉速為8000rpm，旋轉10分鐘，在離心力的作用下，漿料A中的最大顆粒首先附著在管模內壁成型，隨成型時間的增加，漿料A中的金屬鈦粉料沿徑向由大到小逐漸向管模內壁偏聚成型，該漿料中的最小顆粒最終在外支撐體內側形成控制膜層，再將不含最小顆粒的大粒度的漿料B注入，管模轉速為6000rpm，旋轉10分鐘，該漿料中的大顆粒在離心力作用下緊挨控制膜層聚積成型，在控制膜層內側形成一定厚度的大孔徑的內支撐體。
通過兩次離心成型形成了具有內外支撐體、控制膜層介于內外支撐體之間的膜內置金屬鈦膜管生坯。生坯經過烘干后脫模、還原氣氛燒結，膜管燒結溫度為1050℃，保溫時間1小時，冷卻后即得到控制膜層處于膜管中部的Ti金屬膜管。其控制層膜孔孔徑為0.2μm，膜管孔隙率40％，直徑20mm，長度200mm，膜管厚度為3mm，可用于膜催化、流體凈化、微濾和用作膜修飾載體，有耐高溫、耐腐蝕、易連接密封等優(yōu)點。
實施例3(1)配置漿料A和漿料B將將下述配方配置漿料A、漿料B，分別經過4小時機械攪拌，制成均勻的漿料。
漿料A0.5μm～20μm硅藻土粉50g；水60g；羧甲基纖維素0.1g。
漿料B平均粒徑30μm硅藻土粉50g；水50g；羧甲基纖維素0.1g。
(2)兩次離心成型將漿料A加入離心膜管成型機的管模中，管模轉速為10000rpm，旋轉15分鐘，在離心力的作用下，漿料A中的最大顆粒首先附著在管模內壁成型，隨成型時間的增加，漿料A中的無機粉料沿徑向由大到小逐漸向管模內壁偏聚成型，該漿料中的最小顆粒最終在外支撐體內側形成控制膜層，再將不含最小顆粒的大粒度的漿料B注入，管模轉速為8000rpm，旋轉10分鐘，該漿料中的大顆粒在離心力作用下緊挨控制膜層聚積成型，在控制膜層內側形成一定厚度的大孔徑的內支撐體。
通過兩次離心成型形成了具有內外支撐體、控制膜層介于內外支撐體之間的膜內置硅藻土膜管生坯。在成型過程中復合漿料內的載體與由無機粉體顆粒組成的生坯分離，脫去載體，制成的膜內置無機膜管生坯經過烘干、脫模、燒結，膜管燒結溫度為1200℃，保溫時間2小時，冷卻后即得到膜內置的硅藻土膜管。其控制層膜孔孔徑為0.2μm，膜管孔隙率68％，直徑48mm，長度250mm，膜管厚度為8mm，可用于壓縮空氣的凈化、農村飲水的凈化，除塵、除菌，獲得潔凈無菌的空氣和飲用水。
實施例4(1)配置漿料C和漿料D將將下述配方配置漿料C、漿料D，分別經過8小時機械攪拌，制成均勻的漿料。
漿料C0.5μm金屬Ni粉10g；水40g；聚乙二醇0.05g。
漿料D平均粒徑3μ金屬Ni粉90g；水30g；聚乙二醇0.1g。
(2)三次離心成型將1/2漿料D注入高速旋轉的離心膜管成型機的不銹鋼管模內，管型轉速為3000rpm，通過離心成型，旋轉5分鐘后脫水，再注入漿料C，轉速10000rpm下旋轉3分鐘，脫水，再將剩余1/2漿料D注入管模內，3000rpm旋轉5分鐘后脫水，制成膜內置的金屬Ni膜管生坯，生坯經過烘干后脫模、還原氣氛燒結，膜管燒結溫度為950℃，保溫時間1小時，冷卻后即得到控制膜層處于膜管中部的Ni金屬膜管。其控制層膜孔孔徑為0.1μm，膜管孔隙率38％，直徑25mm，長度250mm，膜管厚度為3mm；其機械強度高，可在高溫和較高工作壓力下使用，而不會造成膜組件和膜材料的變形和損壞，可通過焊接等連接，有良好的密封性能。使用溫度范圍大、容易清洗(可進行化學、機械或加熱清洗和反沖洗)、壽命長，有良好的實際應用價值。
實施例5(1)配置漿料C和漿料D將將下述配方配置漿料C、漿料D，分別經過10小時機械攪拌，制成均勻的漿料。
漿料C0.2μm氧化鋁粉5g；水10g；阿拉伯樹膠0.02g。
漿料D10μm氧化鋁粉100g；水100g；聚乙烯醇0.3g。
(2)三次離心成型將1/3漿料D注入高速旋轉的離心膜管成型機的不銹鋼管模內，管模轉速為5000rpm，通過離心成型、脫水，旋轉10分鐘后，再注入漿料C，轉速10000rpm下旋轉6分鐘，脫水，再將剩余2/3漿料D注入到高速旋轉的鋁合金管模內，管模轉速為5000rpm，通過離心成型、脫水，旋轉15分鐘后，制成膜內置的氧化鋁膜管生坯，制成的氧化鋁膜管生坯經過烘干后脫模、燒結，膜管燒結溫度為1600℃，保溫時間2小時，冷卻后即得到膜內置的氧化鋁膜管。其控制層膜孔孔徑為0.05μm，膜管孔隙率48％，直徑60mm，長度1000mm，膜管厚度為6mm；其可用于飲用水凈化，可濾除水中大腸桿菌、金葡萄球菌、沙門氏菌等有害致病菌和水中的藻類、懸浮污染物等有害物質，經這種膜內置的氧化鋁膜管過濾后的自來水可直接飲用。可采用反沖洗的方法清洗這種膜管，由于控制膜內置，能有效防止清洗過程對控制膜層的破壞，增加清洗次數(shù)和反沖洗水壓，有效延長膜管的使用壽命。
實施例6(1)配置漿料C和漿料D將將下述配方配置漿料C、漿料D，分別經過4小時機械攪拌，制成均勻的漿料。
漿料C平均粒徑0.5μm超細硅藻土粉15g；水50g；羧甲基纖維素0.1g。
漿料D平均粒徑5μm硅藻土粉100g；水150g；羧甲基纖維素0.2g。
(2)三次離心成型將2/3漿料D注入高速旋轉的離心膜管成型機的不銹鋼管模內，管模轉速為8000rpm，旋轉15分鐘，在離心力的作用下，漿料中的硅藻土粉附著于管模的內壁，形成外側支撐體，脫水后，將漿料C注入到高速旋轉的不銹鋼管管模內，管模轉速為12000rpm，旋轉10分鐘，在離心力的作用下漿料C中的超細硅藻土粉負載在已成型的支撐體上，形成控制膜層，脫水，再注入剩余的漿料D，管型轉速為8000rpm，旋轉10分鐘，在離心力的作用下，漿料D中的硅藻土粉在控制膜層的內側成型，形成控制膜層介于內外支撐體之間的膜內置硅藻土膜管生坯。生坯經過烘干后脫模、燒結，膜管燒結溫度為1200℃，保溫時間2小時，冷卻后即得到膜內置的硅藻土膜管。其控制層膜孔孔徑為0.2μm，膜管孔隙率65％，直徑58mm，長度500mm，膜管厚度為8mm；其可用于飲料、果汁等液體的凈化、澄清和除菌。
實施例7
(1)配置漿料C和漿料D將將下述配方配置漿料C、漿料D，分別經過3小時機械攪拌，制成均勻的漿料。
漿料C平均粒徑0.2μm超細二氧化硅粉20g；水30g；聚乙烯醇0.1g。
漿料D平均粒徑10μm二氧化硅粉100g；水100g；聚乙烯醇0.3g。
(2)三次離心成型將1/2漿料D注入高速旋轉的離心膜管成型機的不銹鋼管模內，管型轉速為5000rpm，旋轉15分鐘，在離心力的作用下，漿料D中的無機粉體顆粒作遷移運動，漿料中的二氧化硅顆粒附著于管模的內壁，再將漿料C注入到高速旋轉的管模內，管型轉速為7000rpm，旋轉5分鐘，在離心力的作用下漿料脫水，漿料中的超細二氧化硅粉附著于外側支撐體的內壁，形成一控制膜層，再將剩余的漿料D注入管模中，管膜轉速為5000rpm，旋轉15分鐘，在離心力的作用下，漿料D中的二氧化硅粉作遷移運動，緊鄰控制膜層成型，緊挨著控制膜層聚積成型，形成了控制膜層的內層支撐體，通過三次連續(xù)離心成型得到了控制膜層介于內外支撐體之間的膜管生坯。制成的膜內置二氧化硅膜管生坯經過烘干后脫模、燒結，膜管燒結溫度為1200℃，保溫時間2小時，冷卻后即得到膜內置二氧化硅膜管。
所制備的膜內置二氧化硅膜管，其控制層膜孔孔徑為0.05μm，膜管孔隙率40％，直徑25mm，長度500mm，膜管厚度為6mm，其可用于過濾老陳醋，可以除去老陳醋中的酵母、細菌和醋泥等懸浮物，濾后的老陳醋色澤陳黑，無菌，改善了老陳醋的生物和非生物的穩(wěn)定性。徹底解決了老陳醋放置后出現(xiàn)沉淀的問題，這樣不僅簡化了老陳醋生產工藝，一步就可制得無菌老陳醋，改善老陳醋的品質，解決了老陳醋因沉淀問題而無法進入國際市場的難題。
實施例8(1)配置漿料C和漿料D將將下述配方配置漿料C、漿料D，分別經過4小時機械攪拌，制成均勻的漿料。
漿料C平均粒徑1μm超細氧化鋯粉5g；水6g；阿拉伯樹膠0.01g。
漿料D平均粒徑40μm氧化鋯粉100g；水100g；阿拉伯樹膠0.3g。
(2)三次離心成型將1/2漿料D注入高速旋轉的離心膜管成型機的不銹鋼管模內，管模轉速為6000rpm，旋轉10分鐘，在離心力的作用下，漿料D中的氧化鋯粉附著于管模的內壁，形成外支撐體，再將漿料C注入到高速旋轉的不銹鋼管管模內，管模轉速為8000rpm，旋轉5分鐘，在離心力的作用下漿料脫水，漿料中的超細氧化鋯顆粒附著于外支撐體的內壁，形成控制膜層，再注入剩余的漿料D，管型轉速為6000rpm，旋轉10分鐘，在離心力的作用下，漿料D中的氧化鋯粉在控制膜層的內側偏聚，形成了內支撐體，這種具有內外支撐體、控制膜層介于內外支撐體之間的膜內置氧化鋯膜管生坯經過烘干后脫模、燒結，膜管燒結溫度為1700C，保溫時間3小時，冷卻后即得到膜內置的氧化鋯膜管。其控制層膜孔孔徑為0.3μm，膜管孔隙率54％，直徑45mm，長度250mm，膜管厚度為5mm；其可用于空氣凈化，除去空氣中的細菌、灰塵等飄塵，得到無菌潔凈的空氣。
實施例9(1)配置漿料C和漿料D將將下述配方配置漿料C、漿料D，分別經過2小時機械攪拌，制成均勻的漿料。
漿料C平均粒徑0.5μm金屬鈦粉5g；水10g；阿拉伯樹膠0.02g。
漿料D平均粒徑10μm金屬鈦粉100g；水90g；阿拉伯樹膠0.3g。
(2)三次離心成型將1/3漿料D注入高速旋轉的離心膜管成型機的不銹鋼管模內，管型轉速為6000rpm，旋轉8分鐘，在離心力的作用下，漿料D中的金屬鈦粉附著于管模的內壁，形成外支撐體，再將漿料C注入到高速旋轉的不銹鋼管管模內，管模轉速為8000rpm，旋轉6分鐘，在離心力的作用下漿料脫水，漿料中的超細金屬鈦粉在外支撐體的內壁形成一控制膜層，再注入剩余漿料D，管模轉速為6000rpm，旋轉15分鐘，在離心力的作用下，漿料D中的金屬鈦粉在控制膜層的內壁形成了內支撐體，這種具有內外支撐體、控制膜層介于內外支撐體之間的膜內置金屬鈦膜管生坯。經過烘干后脫模、干燥，還原氣氛燒結，膜管燒結溫度為1000℃，保溫時間2小時，冷卻后即得到膜內置的金屬鈦膜管?？刂茖幽涌讖綖?.1μm，膜管孔隙率45％，直徑50mm，長度500mm，膜管厚度為3mm。制成的膜內置的金屬鈦膜管可用于水、空氣等的流體凈化、除菌、澄清等分離。
權利要求
1.一種膜內置無機膜管，其特征在于膜管孔隙率為20～85％，直徑5～300mm，長度10～2000mm，壁厚為2～15mm，由內支撐體、外支撐體和控制膜層構成，所述控制膜層介于內支撐體和外支撐體之間。
2.權利要求1所述膜內置無機膜管的制備方法，其特征在于包括如下步驟(1)配置復合漿料將粒徑為0.1～20μm的無機粉料和懸浮劑、分散劑及載體配置成漿料A，將粒徑為5～30μm的無機粉料和懸浮劑、分散劑及載體配置成漿料B；(2)兩次離心成型將漿料A注入管模中進行離心成型形成外支撐體和控制膜層，然后將漿料B注入該管模中，進行離心成型，漿料B在漿料A形成的控制膜層上形成內支撐體，經過兩次離心成型得到生坯，對其分離脫去載體，烘干、脫模、在700～1850℃下燒結。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于步驟(1)所述漿料A中各組分的重量份數(shù)和漿料B中各組分的重量份數(shù)如下無機粉料30～59.9；載體69.9～40；懸浮劑 0～0.5；分散劑 0～0.5；其中懸浮劑和分散劑不同時為零，各組分重量份數(shù)之和為100；所述無機粉料是粉體Al2O3、TiO2、SiO2、ZrO2、SiC、硅藻土、珍珠巖、鎳、鈦、不銹鋼、青銅、銅、鐵中的一種或一種以上混合物；所述載體是水；所述懸浮劑和分散劑是羧甲基纖維素、聚乙烯醇、阿拉伯樹膠、聚乙二醇、聚丙烯酰胺中的一種。
4.權利要求1所述膜內置無機膜管的制備方法，其特征在于包括如下步驟(1)配置復合漿料將平均粒徑為0.2～1μm的無機粉料和懸浮劑、分散劑及載體配置成漿料C，將平均粒徑為3～40μm的無機粉料和懸浮劑、分散劑及載體配置成漿料D；(2)三次離心成型根據(jù)控制膜所需處的位置，首先將1/3～2/3漿料D的量加入到管模中，在離心力作用下，在緊挨管模內壁形成支撐體，然后將漿料C注入到管模中，在離心力作用下，漿料C在漿料D形成的支撐體上形成一孔徑均勻的膜層，最后將剩余的漿料D注入管模中，在離心力作用下在漿料C形成的膜層上再形成一內支撐體，通過三次離心成型形成了具有內外支撐體、控制膜層介于內外支撐體之間的膜內置無機膜管生坯，分離脫去載體、烘干、脫模、在700～1850℃下燒結。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于步驟(1)所述漿料C中各組分的重量份數(shù)和漿料D中各組分的重量份數(shù)如下無機粉料 10～59.9；載體 89.9～40；懸浮劑0～0.5；分散劑0～0.5；其中懸浮劑和分散劑不同時為零，各組分重量份數(shù)之和為100；所述無機粉料是粉體Al2O3、TiO2、SiO2、ZrO2、SiC、硅藻土、珍珠巖、鎳、鈦、不銹鋼、青銅、銅、鐵中的一種或一種以上混合物；所述載體是水；所述懸浮劑和分散劑是羧甲基纖維素、聚乙烯醇、阿拉伯樹膠、聚乙二醇、聚丙烯酰胺中的一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種膜內置無機膜管，含有內支撐體、外支撐體和控制膜層，所述控制膜層介于內支撐體和外支撐體之間。所述膜內置無機膜管的制造方法，包括將無機粉料、懸浮劑、分散劑和載體配置成兩種漿料，然后經過兩次或者三次離心成型方法而制備。本發(fā)明的膜內置無機膜管能有效保持控制膜層的完整性從而保證無機膜的分離精度，有效地防止截留的污染物透過控制膜層與分離后的流體接觸，將膜分離過程的二次污染降到最低，使膜的使用性提高。
文檔編號B01D69/04GK1966130SQ20061003730
公開日2007年5月23日 申請日期2006年8月25日 優(yōu)先權日2006年8月25日
發(fā)明者隋賢棟, 黃肖容 申請人:廣州凈易環(huán)?？萍加邢薰?