[發明專利]一種強結合碳化硅過濾膜制備方法

有效

• 申請號: 201710604363.X
• 申請日: 2017-07-24
• 公開（公告）號: CN107382323B
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 余盛杰;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 蘇州宏久航空防熱材料科技有限公司
• 主分類號: C04B35/565
• 分類號: C04B35/565;C04B35/622;B01D67/00;B01D71/02;C25D13/02;C23C16/32
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種強結合碳化硅過濾膜制備方法，其特征在于，將粒徑為50nm~5um的碳化硅粉末、無水乙醇、金屬鹽化物混合配制成電泳懸浮液，將預制支撐體放入電泳懸浮液中，電泳沉積電壓50~300V，沉積時間為1~10min。電泳沉積好的預制支撐體置于鼓風烘箱中烘干后，放入真空沉積爐中，升溫至900~1200℃，以三氯甲基硅烷為碳化硅氣源，氫氣作為反應載氣，氬氣作為稀釋氣體，化學氣相沉積碳化硅涂層，沉積時間為10~30h，氣相沉積結束后，隨爐冷卻至室溫，取出后，得到一種強結合碳化硅過濾膜。本發明具有的優點：1、電泳沉積碳化硅顆粒層均勻性高；2、過濾膜完全純質碳化硅，無熱應力產生；3、化學氣相沉積碳化硅涂層粘結相結合強度高，均勻。

技術領域

本發明涉及一種過濾膜的制備方法，特別涉及一種強結合碳化硅過濾膜制備方法。

背景技術

我國目前大部分地區霧霾污染十分嚴重，人民生活深受霧霾危害，目前對于霧霾的治理難以徹底，除霾方式有限，且效果甚微，治標不治本的方式難以將我國現階段存在的霧霾污染問題徹底解決。除霾要從源頭治理抓起，霧霾的罪魁禍首就是煤炭材料燃燒，煤炭燃燒后高溫煙氣沒有得到有效處理直接排放到大氣中。一方面，造成空氣中微小顆粒（PM2.5）含量急劇上升，導致了嚴重的霧霾污染；另一方面，對于煤炭燃燒后的高溫煙氣能源利用率低，能源損失大。因此，降低工業煙氣排放，提高能源利用率，發展優異、高效、可靠的高溫煙氣過濾材料應用于燃煤工業是利國利民的大事。

設計多孔陶瓷過濾材料應綜合考慮其在應用過程中的性能，壽命和成本。對于不同應用環境，多孔陶瓷過濾材料必須能承受廢氣流化學變化過程、吸附顆粒的成分和載荷變化、高溫高壓廢氣流帶來的振動。同時還應具有高的除塵效率，高的氣流容量，相對低的過濾壓降。在實際使用過程中，陶瓷過濾材料必須承受機械加持和支撐結構帶來的應力和脈沖氣體凈化帶來振動和熱應力。多孔過濾器成功使用的標準作為可行先進除塵理念不僅要求陶瓷材料具有熱學，化學以及力學穩定性，每個過濾元件還應具有結構穩定性和高的集成工藝設計可靠性。碳化硅抗熱震性能好，抗氧化，并且具有很強的耐酸堿腐蝕能力，多用于制備陶瓷過濾膜。目前，關于碳化硅陶瓷過濾膜主要有高溫噴涂、模壓或流延燒結、膠液浸漬裂解。

申請號為201210093722.7的中國發明專利公開了一種純質碳化硅過濾膜層及其制備方法，該種純質碳化硅過濾膜層具有高通孔隙率、低壓降、強度高、抗熱沖擊性能好、使用溫度高的特點，制備方法易于實現，能夠保證產品性能。純質碳化硅過濾膜層的組成為純質 SiC，表面膜層由細顆粒碳化硅堆積結合而成，孔徑 0.1～20μm，膜層孔隙率在 25～50％之間。 采用細碳化顆粒、硅粉、造孔劑添加劑及有機樹脂配制膜層原料， 采用噴涂或浸漬方法表面制備膜層， 經干燥后，燒結得到純質碳化硅膜層。本發明可在氧化氣氛下使用，也可以在還原氣氛下使用，耐酸、堿腐蝕性能強，可用于煤氣化化工及 IGCC、 PFBC 煤氣化發電、高溫煙氣、汽車尾氣、水凈化等各種高、低溫流體過濾凈化。但是該制備方法得到的碳化硅過濾膜層結合性差，復雜環境中耐溫容限較低。

申請號為201410699493.2的中國發明專利公開了一種碳化硅過濾膜層及其低溫制備方法，碳化硅過濾膜層的組成為純質 SiC，表面膜層由細顆粒碳化硅堆積結合而成，孔徑 20nm～20μm，膜層孔隙率在 40～50％之間，具有高通孔隙率、低壓降、強度高、抗熱沖擊性能好、使用溫度高的特點。采用細碳化硅顆粒、有機硅前驅體、造孔劑添加劑配制膜層漿料，采用噴涂表面制備膜層，經干燥后，燒結得到純質碳化硅膜層。本發明采用有機硅前驅體裂解生成結合相，燒結溫度低，孔隙結構控制容易，所制備膜層即可在氧化氣氛下使用，也可以在還原氣氛下使用，耐酸、堿腐蝕性能強，可用于煤氣化化工及 IGCC、PFBC 煤氣化發電、高溫煙氣、汽車尾氣 、水凈化等各種高、低流體過濾凈化。該專利是采用有機物先驅體浸漬裂解產物作為結合相，結合強度低，在含酸堿流體沖刷下容易脫落。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，旨在提供一種強結合碳化硅過濾膜制備方法，其特征在于，包括以下順序步驟：