本發(fā)明屬于復(fù)合材料的制備領(lǐng)域，具體涉及一種二氧化鋯-二氧化鈦復(fù)合納濾膜的制備方法。

背景技術(shù)：

陶瓷納濾膜因其在實際分離過程中具有耐高溫、耐溶劑、耐腐蝕和機械強度高等優(yōu)點，成為近年來納濾膜領(lǐng)域的研究關(guān)注點。目前，陶瓷納濾膜的研究主要集中在Al₂O₃、SiO₂、TiO₂ 和ZrO₂ 材料上，其中，ZrO₂材料因其具有更高的機械強度、更好的熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性而有著重要的開發(fā)與應(yīng)用價值。在ZrO₂材料中引入適量TiO₂有利于制備更小平均堆積孔孔徑、更大比表面積的微孔材料，為高性能陶瓷納濾膜的制備帶來更多契機。因此，ZrO₂- TiO₂復(fù)合膜材料的開發(fā)與研究對于豐富陶瓷納濾膜材料種類、改善膜性能都具有積極的意義。

溶膠-凝膠法是大規(guī)模制備陶瓷納濾膜的重要途徑，具有制備過程簡單易行、易于放大和制備參數(shù)可調(diào)控等優(yōu)點，通常分為聚合溶膠路線和顆粒溶膠路線。雖然采用聚合溶膠路線能更好地控制水解速率，易于制得小粒徑溶膠，但是制備過程中有機溶劑的大量使用在一定程度上為溶膠大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)帶來不便。因此，相比于聚合溶膠路線，采用水作為溶劑的顆粒溶膠路線，因其具有無毒、低揮發(fā)、低成本等優(yōu)點，更適合規(guī)?；a(chǎn)過程。而且隨著小粒徑顆粒溶膠制備技術(shù)的不斷突破，顆粒溶膠路線被認為是未來更具競爭力的溶膠合成路線。

目前，二氧化鋯-二氧化鈦復(fù)合納濾膜基本上采用聚合溶膠路線制備，多為無定形膜材料，由于水熱穩(wěn)定性的限制，常用于氣體分離。但不適合用于氣相分離。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種二氧化鋯-二氧化鈦復(fù)合納濾膜的制備方法，得到的納濾膜可以用于液相分離。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。

二氧化鋯-二氧化鈦復(fù)合納濾膜的制備方法，包含以下步驟：

（1）ZrO₂-TiO₂復(fù)合溶膠的制備：按照摩爾比Zr：Ti=4：1稱取硝酸鋯和鈦酸四丁酯，再稱取甘油，加入去離子水中，在60℃下進行水解反應(yīng)3h，硝酸鋯和鈦酸四丁酯的總和與水的摩爾比為1:555，然后加入草酸在60℃恒溫攪拌的條件下進行反應(yīng) 1 h，后即可得到ZrO₂-TiO₂復(fù)合溶膠，自然冷卻至室溫備用；

（2）采用管式α-Al₂O₃支撐膜為底膜，采用浸漿法，將ZrO₂-TiO₂復(fù)合溶膠在α-Al₂O₃底膜表面涂覆30s后，先在60℃、相對濕度60%的條件下干燥10 h，然后轉(zhuǎn)移至馬弗爐，進行燒結(jié)，保持升溫速率為0.5℃·min^?1，升溫至500℃燒結(jié)2h，然后以降溫速率為1℃·min^?1，降溫至室溫，制得二氧化鋯-二氧化鈦復(fù)合納濾膜。

優(yōu)選地，步驟（1）中，甘油和去離子水的體積比為1:25。

優(yōu)選地，步驟（1）中，攪拌的速度為200rpm。

優(yōu)選地，步驟（2）中，管式α-Al₂O₃支撐膜的尺寸為外徑12 mm、內(nèi)徑8 mm、管長110 mm。

本發(fā)明的優(yōu)點：

本發(fā)明制備的二氧化鋯-二氧化鈦復(fù)合納濾膜膜層厚度約為200 nm，對PEG 的截留分子量為600，具有良好的滲透和分離性能，可以用于液相分離。

具體實施方式

實施例1

二氧化鋯-二氧化鈦復(fù)合納濾膜的制備方法，包含以下步驟：

（1）ZrO₂-TiO₂復(fù)合溶膠的制備：按照摩爾比Zr：Ti=4：1稱取硝酸鋯和鈦酸四丁酯，再稱取甘油，加入去離子水中，在60℃下進行水解反應(yīng)3h，硝酸鋯和鈦酸四丁酯的總和與水的摩爾比為1:555，然后加入草酸在60℃恒溫攪拌的條件下進行反應(yīng) 1 h，后即可得到ZrO₂-TiO₂復(fù)合溶膠，自然冷卻至室溫備用；

（2）采用管式α-Al₂O₃支撐膜為底膜，采用浸漿法，將ZrO₂-TiO₂復(fù)合溶膠在α-Al₂O₃底膜表面涂覆30s后，先在60℃、相對濕度60%的條件下干燥10 h，然后轉(zhuǎn)移至馬弗爐，進行燒結(jié)，保持升溫速率為0.5℃·min^?1，升溫至500℃燒結(jié)2h，然后以降溫速率為1℃·min^?1，降溫至室溫，制得二氧化鋯-二氧化鈦復(fù)合納濾膜。

實施例2

二氧化鋯-二氧化鈦復(fù)合納濾膜的制備方法，包含以下步驟：

（1）ZrO₂-TiO₂復(fù)合溶膠的制備：按照摩爾比Zr：Ti=4：1稱取硝酸鋯和鈦酸四丁酯，再稱取甘油，加入去離子水中，在60℃下進行水解反應(yīng)3h，硝酸鋯和鈦酸四丁酯的總和與水的摩爾比為1:555，然后加入草酸在60℃恒溫攪拌的條件下進行反應(yīng) 1 h，其中，攪拌的速度為200rpm，后即可得到ZrO₂-TiO₂復(fù)合溶膠，自然冷卻至室溫備用；

（2）采用管式α-Al₂O₃支撐膜為底膜，采用浸漿法，將ZrO₂-TiO₂復(fù)合溶膠在α-Al₂O₃底膜表面涂覆30s后，先在60℃、相對濕度60%的條件下干燥10 h，然后轉(zhuǎn)移至馬弗爐，進行燒結(jié)，保持升溫速率為0.5℃·min^?1，升溫至500℃燒結(jié)2h，然后以降溫速率為1℃·min^?1，降溫至室溫，制得二氧化鋯-二氧化鈦復(fù)合納濾膜。

實施例3

二氧化鋯-二氧化鈦復(fù)合納濾膜的制備方法，包含以下步驟：

（1）ZrO₂-TiO₂復(fù)合溶膠的制備：按照摩爾比Zr：Ti=4：1稱取硝酸鋯和鈦酸四丁酯，再稱取甘油，加入去離子水中，其中，甘油和去離子水的體積比為1:25，在60℃下進行水解反應(yīng)3h，硝酸鋯和鈦酸四丁酯的總和與水的摩爾比為1:555，然后加入草酸在60℃恒溫攪拌的條件下進行反應(yīng) 1 h，其中，攪拌的速度為200rpm，后即可得到ZrO₂-TiO₂復(fù)合溶膠，自然冷卻至室溫備用；

（2）采用管式α-Al₂O₃支撐膜為底膜，其中，管式α-Al₂O₃支撐膜的尺寸為外徑12 mm、內(nèi)徑8 mm、管長110 mm，采用浸漿法，將ZrO₂-TiO₂復(fù)合溶膠在α-Al₂O₃底膜表面涂覆30s后，先在60℃、相對濕度60%的條件下干燥10 h，然后轉(zhuǎn)移至馬弗爐，進行燒結(jié)，保持升溫速率為0.5℃·min^?1，升溫至500℃燒結(jié)2h，然后以降溫速率為1℃·min^?1，降溫至室溫，制得二氧化鋯-二氧化鈦復(fù)合納濾膜。