超濾膜是一種用于以靜壓差為推動(dòng)力，根據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量的不同來進(jìn)行分離的膜技術(shù)。超濾膜特有的微孔可有效阻留細(xì)菌、大多數(shù)病毒、膠體以及淤泥，達(dá)到分離、分級(jí)、純化、濃縮的目的。如今在工業(yè)及生活領(lǐng)域已獲得廣泛應(yīng)用，用于分離、濃縮、純化生物制品，醫(yī)藥制品以及食品工業(yè)中，還用于血液處理、海水淡化、廢水處理、飲用水凈化和超純水制備中的終端處理。
無機(jī)超濾膜特別是無機(jī)陶瓷超濾膜由于具有抗機(jī)械性強(qiáng)、耐高溫、耐腐蝕、耐化學(xué)試劑等優(yōu)點(diǎn)在膜分離領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。目前陶瓷超濾膜大多用粒子燒結(jié)法制備基膜，并用溶膠-凝膠法制備反應(yīng)層，在制備陶瓷超濾膜過程中都要使用多孔的支撐體作為載體，而載體的形狀都是統(tǒng)一固定的，不能隨著實(shí)際生產(chǎn)需要隨意改變，復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形狀也無法成型，從而限制了陶瓷超濾膜的使用范圍。
中國專利公開號(hào)CN102743979A公開了一種氧化鋯陶瓷超濾膜的制備方法，本發(fā)明通過化學(xué)共沉淀法制備草酸鋯溶膠，采用低溫煅燒方法制備得到易分散的氧化鋯粉體，然后進(jìn)行研磨分散，隨后加入成膜助劑、干燥控制劑、消泡劑制得涂膜液，將該涂膜液涂于多孔陶瓷膜支撐體上，經(jīng)過干燥、燒結(jié)得到氧化鋯陶瓷超濾膜膜層，降低了能耗，提高了超濾膜的性價(jià)比。
中國專利公開號(hào)CN101791524A公開了一種非對(duì)稱結(jié)構(gòu)陶瓷超濾膜及其制備方法，本發(fā)明將一維纖維狀材料分散于溶膠中，充分混合，加入分散劑、增稠劑、消泡劑配制成制膜液，在多孔支撐體上涂膜，經(jīng)烘干后形成過渡層，在過渡層表面涂覆溶膠制膜液，將濕膜晾干、烘干，焙燒，自然降溫即得非對(duì)稱結(jié)構(gòu)陶瓷超濾膜，該陶瓷超濾膜具有水通量大大優(yōu)點(diǎn)。
中國專利公開號(hào)CN1686920A公開了一種陶瓷微濾膜的制備方法，本方法將納米級(jí)氧化物分散于由分散劑、增稠劑、消泡劑和防腐劑混合水溶液中，均勻形成涂膜液，再添加模板劑，用所制得的涂膜液在多孔金屬或者多孔陶瓷支撐體上涂膜，并在濕膜晾干、烘干后，處理脫除聚合物模板劑，最后進(jìn)行焙燒成型，得到陶瓷微濾分離膜。
上述專利都是陶瓷超濾膜的制備方法，采用了不同的配方和制備方法，制得了性能優(yōu)異的陶瓷超濾膜，但都使用了多孔支撐體作為膜的載體，從而制備的超濾膜具有形狀單一、成型周期長、超濾膜成型方法落后的缺陷，不利于陶瓷超濾膜在實(shí)際生產(chǎn)過程中的需要，限制了陶瓷超濾膜的應(yīng)用和發(fā)展。
具體內(nèi)容
針對(duì)目前陶瓷超濾膜形狀單一、成型困難、成型周期長的缺陷，提出了一種陶瓷超濾膜的制備方法，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明將經(jīng)過溶膠-凝膠、燒結(jié)、研磨制得的多孔陶瓷微粒用選擇性激光燒結(jié)成型技術(shù)進(jìn)行快速成型處理，制備成各種空間結(jié)構(gòu)的陶瓷超濾膜，成型方法簡單，實(shí)用性強(qiáng)，水通量大等。
一種陶瓷超濾膜的制備方法的具體制備步驟如下:
1)將10-20重量份的膠體顆粒用70-80重量份溶劑在常溫下邊攪拌邊進(jìn)行溶解，攪拌速度50-80r/min,讓膠體顆粒在溶劑中形成分散均一、穩(wěn)定的溶膠；
2)將步驟1)得到的溶膠與2-5重量份的造孔劑一起加入到行星式球磨機(jī)中，在300-350r/min的轉(zhuǎn)速條件下充分研磨、分散、混合20_30min后出料，進(jìn)行抽濾得到混合物；
3)將步驟2)得到的混合物放入高溫?zé)Y(jié)爐中，在600-800°C的溫度下燒結(jié)l_2h，常溫冷卻后出料，再用行星式球磨機(jī)進(jìn)行研磨，然后過篩，得到多孔陶瓷微粒；
4)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況的需要，對(duì)陶瓷超濾膜在厚度、形狀、空間結(jié)構(gòu)上的要求進(jìn)行分析，利用計(jì)算機(jī)建立數(shù)字模型，編寫三維快速成型的執(zhí)行程序和命令；
5)將步驟3)得到的多孔陶瓷微粒加入到粉末燒結(jié)激光快速成型機(jī)的料槽中，用計(jì)算機(jī)導(dǎo)入步驟4)編寫好的執(zhí)行程序和命令，粉末燒結(jié)激光快速成型機(jī)在計(jì)算機(jī)的自動(dòng)控制下進(jìn)行三維快速成型，制得不同形狀、立體結(jié)構(gòu)、厚度的陶瓷超濾膜。
上述一種陶瓷超濾膜的具體制備步驟1)中，所述的膠體顆粒為氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯、氧化硅溶膠中的一種或多種；所述的溶劑為去離子水；所述的造孔劑為直徑為IO-1OOnm的納米碳酸鈣、納米碳酸鎂中的一種或兩種。
上述一種陶瓷超濾膜的具體制備步驟2)中，所述的過篩是過2000-5000目的篩。
上述一種陶瓷超濾膜的具體制備步驟3)中，所述的粉末燒結(jié)激光快速成型機(jī)采用選擇性激光燒結(jié)成型技術(shù)，即采用C02激光器按電腦上設(shè)計(jì)好的三維圖形，在計(jì)算機(jī)的控制下，把涂在工作臺(tái)上的一層的打印粉末材料燒結(jié)成型的原理，是三維快速成型技術(shù)主要成型設(shè)備中的一種，主要由掃描系統(tǒng)、激光控制系統(tǒng)、加熱元件、成型缸、供料系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)部件、冷卻系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)組成。
利用快速成型中選擇性激光燒結(jié)成型技術(shù)的原理，將經(jīng)過溶膠-凝膠、燒結(jié)、研磨制得的多孔陶瓷微粒用選擇性激光燒結(jié)成型技術(shù)進(jìn)行成型處理，制成各種空間結(jié)構(gòu)的陶瓷超濾膜，成型方法簡單、成型周期短、實(shí)用，該陶瓷超濾膜的截留率大，孔徑分布范圍lO-lOOnm，在0.1Mpa的操作條件下水通量為100_200L/m3.h。
突出的特點(diǎn)在于:
1、采用三維快速成型技術(shù)，使陶瓷超濾膜成型方便、成型周期短、形狀多樣化，滿足對(duì)陶瓷超濾膜各種形狀和結(jié)構(gòu)的需求。
2、不需要模具，極大提高了陶瓷超濾膜的生產(chǎn)效率，拓寬了應(yīng)用范圍。
3、生產(chǎn)過程簡單，操作方便，生產(chǎn)成本低，易于工業(yè)化生產(chǎn)，應(yīng)用范圍更加廣泛。
生產(chǎn)工藝流程見說明書附圖1。