納濾是介于反滲透與超濾之間的一種以壓力為驅動的新型膜分離技術。納濾膜是一種具有納米級孔徑,其截留分子量在200~1000之間的膜。無機納濾膜因具有高溫熱穩(wěn)定性強、生物化學穩(wěn)定性好、對有機溶劑的抵抗性佳、易再生、易清洗、壽命長等優(yōu)勢而得到了廣泛關注。目前,制備無機納濾膜的最主要方法為溶膠-凝膠法。然而,溶膠-凝膠法制備納濾厚膜的成膜工藝繁瑣,效率低且難以進行控制。電泳沉積法是近年發(fā)展起來的新型制膜技術,是一種在外加電場的作用下,由膠體粒子在分散介質中向電極遷移后沉積在電極表面,并通過顆粒團聚形成均質膜的方法。Ryan等用濃黏土漿料于70V電壓、8A電流在孔性石墨模具上沉積15min,制成了1cm厚的陶瓷膜。Harbach等在乙醇-聚丙烯酸體系中將0.15μm的氧化鋁微粒沉積在不銹鋼上,制得完全致密的氧化鋁陶瓷膜,此方法具有燒結溫度低的優(yōu)點。范曉丹等在50~100V/cm的電場下,使氧化鋁溶膠沉積在電極上,制備出γ-Al2O3微孔膜,膜面平整,未見明顯開裂。
(1)以氧化鋁溶膠作為電泳膜的沉積液,利用電泳沉積法在工業(yè)級陶瓷片上制備了氧化鋁薄膜,其優(yōu)化的電泳成膜制備工藝為:在20~30℃的溫度下,以陳化4~7d的氧化鋁溶膠作為電泳沉積液,以石墨為電極,放入陶瓷片支撐體,電壓18~30V,電泳時間3~5min,經室溫干燥和程序燒結后,可在陶瓷支撐體表面形成氧化鋁薄膜。
(2)經優(yōu)化工藝制得的氧化鋁陶瓷膜,其膜表面均勻平整,膜厚約在50μm左右,水通量為278.99L/(m2·h),孔隙率為31.51%,平均孔徑為3.1nm,孔徑分布為2.88~5.76nm。
(3)利用電泳沉積膜分別對模擬高硬度廢水、含銅廢水和印染廢水進行處理,結果表明,膜對上述廢水中的無機鹽離子和有機物均表現出了優(yōu)良的截留能力,且隨時間的延長性能穩(wěn)定。