專利名稱：利用植物基原料制備多孔濾膜的制作方法
利用植物基原料制備多孔濾膜發明領域本發明涉及膜分離技術領域中的膜制備方法。提出一種利用植物基原料制備多孔濾膜的方法。發明背景現有的多孔膜包括有機高分子膜和無機膜。無機膜由于具有良好的化學穩定性和耐高溫 性能得到迅速發展。無機膜主要包括金屬膜、陶瓷膜和炭膜，其中炭膜是一種新型的無機分 離膜，生產工藝一般采用高分子原料作前驅體制備涂覆液，在多孔支撐體上涂覆、干躁，然 后進行高溫炭化得到，目前炭膜研究的重點在氣體分離上。利用植物基原料，如杏核殼、核 桃殼、桃核殼、椰子殼、棗核，制備多孔濾膜，可應用于微濾、超濾分離以及氣體分離膜的 支撐體。 發明內容本發明的目的是提供一種以廉價的植物為原料，采用簡單的工藝，即將植物基原料破碎 后進行預炭化；將預炭化物粉碎、磨細、分選后中加入溶劑和添加劑制成涂覆液；將涂覆液涂敷在多孔支撐 體上；將涂覆后的多孔支撐體干燥后置于炭化爐中炭化；制備孔徑分布窄，成本低的多孔濾 膜的方法。實現本發明的構思基于釆用和高分子原料性質相似、來源豐富的廉價植物為原料，經 涂覆、干燥、炭化形成多孔濾膜，可應用于微濾、超濾分離以及氣體分離膜的支撐體。實施本發明的具體方法是-首先將植物基原料破碎后進行預炭化；將預炭化物進行粉碎、磨細和分選，得到不同粒 徑的原料，在其中加入水或有機溶劑以及添加劑，添加劑是粘結劑或分散劑的一種或幾種。 粘結劑選自酚醛樹脂類粘結劑、纖維素及其衍生物類粘結劑、焦油、瀝青、渣油、淀粉、聚 乙烯醇或其混合物中的一種或幾種；分散劑選自聚羧酸鹽、聚亞羧酸鹽、院基磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽、烷基聚乙烯醚、烷基聚氧乙烯醚。加入溶劑和添加劑后將原料攪拌均勻制成涂膜 液，根據所采用的支撐體不同，加入不同量的溶劑和添加劑，將涂覆液涂敷在多孔支撐體上， 采用噴涂法、刮涂法或浸涂法涂覆，將涂覆后的支撐體干燥，然后置于炭化爐中炭化、冷卻。 炭化溫度根據不同原料的炭化特性而不同，以0.1 30'C/min的升溫速度升至炭化溫度(300一1000'C〉，恒溫0—500分鐘，然后自然冷卻，得到非對稱膜，該膜可直接應用于微濾、超 濾分離，也可用作非對稱氣體分離膜的支撐體。本發明以廉價的植物殼為原料，通過簡單的 炭化法制得低成本的多孔濾膜下面介紹
具體實施例方式實施例1將杏殼在500'C預炭化1小時，將預炭化物粉碎、砂磨，經過分離得到平均粒徑< 38微 米的碳粉，在其中加入適量的水和10%的水溶性酚醛樹脂，攪拌均勻，在平均孔徑1.6微米 的多孔炭支撐體上涂覆，室溫干燥24小時，然后置入炭化爐中，以每分鐘3攝氏度的升溫速 度升至800攝氏度，恒溫1小時，自然冷卻到室溫，得到平均孔徑0.35微米的非對稱多孔膜。 實施例2將杏殼在500'C預炭化1小時，將預炭化物粉碎、砂磨，經過分離得到平均粒徑<24微 米的碳粉，其它工藝條件同實施例l，可得到平均孔徑0.21微米的非對稱多孔膜。
權利要求
1. 一種利用植物基原料制造多孔濾膜的方法，其由下述步驟組成a)將植物基原料破碎后進行預炭化；b)將預炭化物粉碎、磨細、分選后中加入水或有機溶劑以及添加劑制成涂覆液；c)將涂覆液涂敷在多孔支撐體上；d)將涂覆后的多孔支撐體干燥；e)然后置于炭化爐中炭化；和f)冷卻。
2. 根據權利要求l的方法，其中，植物基原料選自下述的一種或多種a) 杏核殼；b) 核桃殼；c) 桃核殼；d) 椰子殼；e) 棗核殼f) 竹子。
3. 根據權利要求l的方法，其中，預炭化條件為炭化溫度300—1000攝氏度。
4. 根據權利要求l的方法，其中，添加劑選自下述的一種或多種a) 粘結劑選自酚醛樹脂類粘結劑、纖維素及其衍生物類粘結劑、焦油、瀝青、渣油、 淀粉、聚乙烯醇或其混合物；b) 分散劑選自聚羧酸鹽、聚亞羧酸鹽、垸基磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽、烷基聚乙烯醚、 烷基聚氧乙烯醚。
5. 根據權利要求l的方法，其中，添加劑用量為粘結劑0.1_30%,分散劑0.01—10%。
6. 根據權利要求l的方法，其中，涂覆方法是噴涂法、刮涂法或浸涂法。
7. 根據權利要求l的方法，其中，干燥條件為自然干燥或加熱烘干或真空干燥。
8. 根據權利要求1的方法，其中，炭化條件為炭化溫度300—1000'C，升溫速率每分鐘 0.1 30°C，恒溫時間0 500分鐘。
9. 根據權利要求l的方法，其中，冷卻是自然冷卻。
10. 根據權利要求1的方法，其中，支撐體可以是多孔陶瓷支撐體、多孔金屬支撐體、多孔 炭支撐體。
全文摘要
本發明提供了一種簡單實用的低成本多孔濾膜的制備方法，即將植物基原料破碎后進行預炭化；將預炭化物粉碎、磨細、分選后中加入水或有機溶劑以及添加劑制成涂覆液；將涂覆液涂敷在多孔支撐體上；將涂覆后的多孔支撐體干燥后置于炭化爐中炭化、冷卻；制備孔徑分布窄、成本低的非對稱多孔濾膜的方法。此產品用于微濾、超濾分離或用作氣體分離膜的支撐體。
文檔編號B01D71/02GK101234298SQ200710002589
公開日2008年8月6日 申請日期2007年1月29日 優先權日2007年1月29日
發明者秦國彤, 微 魏 申請人:北京聯合大學應用文理學院;北京航空航天大學