本发明涉及陶瓷膜，尤其涉及高水通量γ-al2o3陶瓷杂化膜及其制备方法。
背景技术：
1、γ-al2o3陶瓷纳滤膜在有效控制孔径的同时，水通量不可避免的有所降低，导致在实际应用中实用性降低，因此，提高γ-al2o3陶瓷纳滤膜的水通量是目前的热门研究方向。有学者通过降低陶瓷纳滤膜的烧结温度提高水通量，但缺点是陶瓷膜硬度也随之降低，导致在高压水处理应用中膜损率增加；也有学者尝试通过调整al2o3粒径分布和颗粒形貌来增加水通量(周密.颗粒形貌对陶瓷膜孔径结构和水渗透性能的影响[j].科学技术创新,2019,(25):25-27.)，但随之而来的是膜缺陷增加，膜精度减小，过滤效率降低；又有研究者提出利用向分离层间引入纳米材料(金属纳米氧化物、碳纳米管以及石墨烯等)的方式(如journal ofmembrane science515(2016)125-133等)，提高纳滤膜的水通量，该方法虽然具有较为显著的效果，但是纳米材料的引入通常会给分离层造成缺陷，在提升水通量的同时使截留性能下降，并且纳米材料的制备和引入过程较为繁琐，这也增加了制备成本，不利于纳滤膜的规模化制备。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明的目的是提供高水通量γ-al2o3陶瓷杂化膜及其制备方法，制备得到的纳滤膜具有规整的结构和孔道，可以降低水的传质阻力，改善膜表面的亲水性，增强膜的可润湿性，提高膜的水通量。
2、本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：
3、第一方面，本发明提供了一种高水通量γ-al2o3陶瓷杂化膜的制备方法，包括如下步骤：
4、在管式陶瓷支撑体的表面均匀喷涂氧化铝分散液，烘干后，于温度550～700℃烧结1～3h，重复喷涂氧化铝分散液并烧结1～3次，然后再均匀喷涂勃母石混合液，烘干后，于温度550～700℃烧结1～3h，得到γ-al2o3陶瓷纳滤基膜；
5、在勃母石混合液中加入uio-66-nh2后超声20～40min，得到的混合溶胶均匀喷涂在γ-al2o3陶瓷纳滤基膜上，置于260～350℃马弗炉中煅烧15～30min，重复喷涂混合溶胶并煅烧1～3次，得到γ-al2o3陶瓷杂化膜。
6、结合第一方面，在一些实施方式中，所述氧化铝分散液中含有0.5～3w％的tio2和3～8w％的氧化铝。
7、结合第一方面，在一些实施方式中，所述氧化铝分散液的制备方法如下：
8、将甲基纤维素溶解在去离子水中，得到质量浓度为1～8％的甲基纤维素溶液，加入tio2和氧化铝粉，搅拌，超声20～40min，得到氧化铝分散液。
9、结合第一方面，在一些实施方式中，所述勃母石混合液的制备如下：
10、将聚乙烯醇加入去离子水中溶解，得到质量浓度为2～5％的聚乙烯醇溶液，向聚乙烯醇溶液中加入勃母石搅拌混匀，得到勃母石质量浓度为2～8％的勃母石混合液。
11、结合第一方面，在一些实施方式中，所述uio-66-nh2与勃母石的质量比为(0.2～0.4):1。
12、结合第一方面，在一些实施方式中，所述uio-66-nh2的制备方法如下：
13、将氯化锆溶解在n,n-二甲基甲酰胺中，得到氯化锆溶液，将2-氨基-1,4-苯二甲酸溶解在n,n-二甲基甲酰胺中，得到2-氨基-1,4-苯二甲酸溶液，将氯化锆溶液和2-氨基-1,4-苯二甲酸溶液混合并超声8～15min，随后加入乙酸，继续超声10～20min，于温度120～145℃中反应20～25h，离心，用n,n-二甲基甲酰胺和甲醇交替洗涤4～6次，干燥，得到uio-66-nh2。
14、结合第一方面，在一些实施方式中，所述氯化锆、2-氨基-1,4-苯二甲酸和乙酸的摩尔比为1:1:30。
15、结合第一方面，在一些实施方式中，所述管式陶瓷支撑体的平均孔径为200nm，孔隙率为40～55％。
16、第二方面，本发明提供了一种高水通量γ-al2o3陶瓷杂化膜，所述γ-al2o3陶瓷杂化膜采用第一方面所述的制备方法制备得到。
17、本发明选用uio-66作为金属有机骨架(mof)材料，其具备规整的结构和孔道(约为0.6nm)，可以降低水的传质阻力；而对其进一步改性为uio-66-nh2，所携带的氨基基团可以改善陶瓷纳滤基膜表面的亲水性，增强膜的可润湿性，增大水通量。经测试，水通量可以达到194l/m2.h.bar。此外，zr原子与羧酸基团中氧原子相互作用形成的强配位键，使得uio-66-nh2具有优异的结构稳定性，uio-66-nh2暴露在酸性(ph＝0)和碱性(ph＝12)环境下长达2个月后，其结构仍然没有变化，表现出优异的化学稳定性。
1.高水通量γ-al2o3陶瓷杂化膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的高水通量γ-al2o3陶瓷杂化膜的制备方法，其特征在于，所述氧化铝分散液中含有0.5～3w％的tio2和3～8w％的氧化铝。
3.根据权利要求2所述的高水通量γ-al2o3陶瓷杂化膜的制备方法，其特征在于，所述氧化铝分散液的制备方法如下：
4.根据权利要求1所述的高水通量γ-al2o3陶瓷杂化膜的制备方法，其特征在于，所述勃母石混合液的制备如下：
5.根据权利要求1所述的高水通量γ-al2o3陶瓷杂化膜的制备方法，其特征在于，所述uio-66-nh2与勃母石的质量比为(0.2～0.4):1。
6.根据权利要求1所述的高水通量γ-al2o3陶瓷杂化膜的制备方法，其特征在于，所述uio-66-nh2的制备方法如下：
7.根据权利要求6所述的高水通量γ-al2o3陶瓷杂化膜的制备方法，其特征在于，所述氯化锆、2-氨基-1,4-苯二甲酸和乙酸的摩尔比为1:1:30。
8.根据权利要求1所述的高水通量γ-al2o3陶瓷杂化膜的制备方法，其特征在于，所述管式陶瓷支撑体的平均孔径为200nm，孔隙率为40～55％。
9.高水通量γ-al2o3陶瓷杂化膜，其特征在于，所述γ-al2o3陶瓷杂化膜采用如权利要求1-8任一项所述的制备方法制备得到。
