[發(fā)明專利]一種復(fù)合陶瓷濾芯及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210437472.4
• 申請日: 2012-11-05
• 公開（公告）號: CN102924067A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭芳威;王傳嶺;陳順權(quán);杜如虛
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州中國科學(xué)院先進(jìn)技術(shù)研究所
• 主分類號: C04B35/14
• 分類號: C04B35/14;C04B38/08;C04B35/622;B01D39/20
• 代理公司: 深圳匯智容達(dá)專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 44238
• 代理人: 劉新年

1.一種復(fù)合陶瓷濾芯，其特征在于，含有以下質(zhì)量份的原料：精制硅藻土60～80份，活性炭12～20份，分散劑4.5～9份，燒結(jié)助劑2～6份，抗菌劑13份，碳納米管0.5～2份。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合陶瓷濾芯，其特征在于：還含有0.5～5質(zhì)量份的絮凝劑和2～5質(zhì)量份的穩(wěn)定劑。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合陶瓷濾芯，其特征在于：由以下質(zhì)量份的原料組成：精制硅藻土68份，活性炭15份，分散劑6份，燒結(jié)助劑6份，抗菌劑1份，碳納米管2份，絮凝劑1份和的穩(wěn)定劑2份。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的復(fù)合陶瓷濾芯，其特征在于：精制硅藻土平均顆粒直徑為17～20μm，孔隙率為90％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的復(fù)合陶瓷濾芯，其特征在于：活性炭為果殼活性炭，平均顆粒直徑為15μm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的復(fù)合陶瓷濾芯，其特征在于：分散劑為碳酸鈉。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的復(fù)合陶瓷濾芯，其特征在于：抗菌劑選用納米氧化鋅、納米氧化銀或者TiO₂光催化無機(jī)抗菌劑中的一種，其顆粒直徑為50～80nm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的復(fù)合陶瓷濾芯，其特征在于：所述碳納米管為多壁碳納米管，其孔徑為10～20nm，長度為5～15μm。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的復(fù)合陶瓷濾芯，其特征在于：所述燒結(jié)助劑由金屬鋁粉和氯化銨按4∶1質(zhì)量比例組成，金屬鋁粉顆粒直徑為1～3μm。

10.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的復(fù)合陶瓷濾芯，其特征在于：所述絮凝劑為平均分子量為300萬的羧甲基纖維素鈉鹽或高嶺土。

11.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的復(fù)合陶瓷濾芯，其特征在于：所述穩(wěn)定劑為鈉基膨潤土。

12.一種如權(quán)利要求2所述的復(fù)合陶瓷濾芯的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：硅藻土原材料精制處理：硅藻土原材料經(jīng)過酸洗，與助熔劑共混后高溫煅燒得到精制硅藻土；

S2：碳納米管的分散：取碳納米管投入到復(fù)配分散劑溶液配制成1％-8％（m/v）的納米管分散液；

S3：注漿成型用的漿料的制備：將精制硅藻土、活性炭、分散劑、燒結(jié)助劑、碳納米管分散液、抗菌劑，100～250rpm球磨30～60分鐘得到初級漿料；加入絮凝劑和穩(wěn)定劑，60～100rpm繼續(xù)球磨0.5～2小時(shí)，取穩(wěn)定的絮凝漿料靜置熟化得到注漿成型用的漿料；

S4：模具內(nèi)空心注漿成型、脫模及生坯的制備：將熟化后的漿料緩慢倒入石膏模的型腔中，待在石膏模內(nèi)壁吸附的坯體厚度為5～10mm后，倒出模具中未吸附的流動(dòng)漿料，獲得空心的濾芯坯體；將模具倒轉(zhuǎn)，靜置1～4小時(shí)，把濾芯坯體從石膏模內(nèi)脫出，得到復(fù)合陶瓷濾芯生坯；

S5：復(fù)合陶瓷濾芯生坯干燥及低溫?zé)Y(jié)：將復(fù)合陶瓷濾芯生坯在80～110°C下干燥12～48小時(shí)；將干燥后的生坯在氮?dú)夂蜌錃饣旌蠚怏w中燒結(jié)，獲得復(fù)合陶瓷濾芯。

13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的復(fù)合陶瓷濾芯的制備方法，其特征在于：所述步驟S1具體為：硅藻土原材料在80°C、5mol/L?H₂SO₄中浸泡8小時(shí)后，與2％Na₂CO₃的助熔劑共混后850°C煅燒2小時(shí)。

14.根據(jù)權(quán)利要求6所述的復(fù)合陶瓷濾芯的制備方法，其特征在于：所述步驟S2中，采用超聲分散碳納米管，每次超聲時(shí)間為5分鐘，每次超聲后將碳納米管分散液放入冰塊水中冷卻2分鐘，超聲時(shí)間共計(jì)為1小時(shí)。

15.根據(jù)權(quán)利要求6所述的復(fù)合陶瓷濾芯的制備方法，其特征在于：所述步驟S3中，球磨溶液選用蒸餾水，磨球材料為穩(wěn)定相二氧化鋯球珠，其直徑為2.7mm，球磨珠與球磨干料質(zhì)量比例為2∶1。

16.根據(jù)權(quán)利要求6所述的復(fù)合陶瓷濾芯的制備方法，其特征在于：所述步驟S5中，所述惰性氣體為氮?dú)馀c氫氣混合氣體，所述氫氣的體積占氮?dú)馀c氫氣混合氣體的體積的10％。

17.根據(jù)權(quán)利要求6所述的復(fù)合陶瓷濾芯的制備方法，其特征在于：燒結(jié)過程中，升溫速度為3°C/min，燒結(jié)溫度為950°C，燒結(jié)時(shí)間為4小時(shí)，保溫5個(gè)小時(shí)之后隨爐冷卻到室溫。