[發(fā)明專(zhuān)利]一種板式碳化硅納米陶瓷過(guò)濾濾芯及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810600848.6
• 申請(qǐng)日: 2018-06-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108771912B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉煥新
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東華恩新材料科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B01D39/20
• 分類(lèi)號(hào): B01D39/20;C04B35/565;C04B35/622;C04B35/626;C04B38/00
• 代理公司: 煙臺(tái)智宇知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(特殊普通合伙) 37230
• 代理人: 李增發(fā)

本發(fā)明公開(kāi)一種板式碳化硅納米陶瓷過(guò)濾濾芯及其制備方法，其濾芯包括平板狀的基體，所述基體內(nèi)均勻設(shè)置若干個(gè)貫通其上下兩側(cè)的管腔，所述基體由碳化硅顆粒燒結(jié)而成，組成所述基體的顆粒間的立體網(wǎng)狀孔隙的平均孔徑為5?8微米，除所述管腔外的所述基體表面設(shè)置由碳化硅顆粒燒結(jié)而成的納米層，組成所述納米層的顆粒間的立體網(wǎng)狀孔隙的平均孔徑為50?100納米。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明整體材料均為碳化硅顆粒燒結(jié)而成，因而具有強(qiáng)度高，耐高壓、抗氧化，不易被微生物腐蝕破壞、具有抗強(qiáng)酸強(qiáng)堿抗腐蝕的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及陶瓷膜技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種板式碳化硅納米陶瓷過(guò)濾濾芯及其制備方法。

背景技術(shù)

國(guó)內(nèi)對(duì)陶瓷膜的研究始于上世紀(jì)90年代后期，主要集中在氧化鋁膜材料，并在污水處理方面開(kāi)展了應(yīng)用，取得了良好的效益。但是在工業(yè)廢水方面，其廢水往往存在排放量大、高溫、高堿度、高酸度、含重金屬等特點(diǎn)，對(duì)無(wú)機(jī)陶瓷膜的過(guò)濾性能提出了更高的要求。目前廣泛使用的氧化鋁膜材料，難以抵抗強(qiáng)酸、強(qiáng)堿環(huán)境，高溫?zé)岱€(wěn)定性能差，在上述苛刻環(huán)境條件下工作使用壽命將大大縮短，導(dǎo)致污水處理成本增加。此外，氧化鋁膜材料親水性能一般，導(dǎo)致污水處理效率低，在一定程度上也增加了治污成本。另外，膜材料要承受到來(lái)自泵壓馬達(dá)的振動(dòng)所產(chǎn)生的機(jī)械和熱應(yīng)力、膜分離過(guò)程中反復(fù)受到脈沖式氣、水等沖擊或反沖洗，由于氧化鋁陶瓷膜材料脆性大，在遭受高的機(jī)械應(yīng)力時(shí)容易破碎和裂開(kāi)，耐高溫能力差，大大限制了它的工業(yè)推廣應(yīng)用。有機(jī)膜更是無(wú)法耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿，無(wú)法耐高壓，無(wú)法耐高溫，易被氧化，易被腐蝕，過(guò)濾壽命短。

碳化硅化學(xué)穩(wěn)定性極好，耐強(qiáng)酸、堿，可在pH值0-14的范圍內(nèi)使用，高溫穩(wěn)定性好，且親水性能好，其性能特點(diǎn)使碳化硅陶瓷膜在污水處理方面具有天然的優(yōu)勢(shì)，是今后無(wú)機(jī)陶瓷膜發(fā)展的重要方向。

但是目前的碳化硅陶瓷膜大多是由粗顆粒碳化硅及粘結(jié)劑堆積燒結(jié)而成，其孔隙為顆粒堆積間隙形成，存在孔徑分布不均勻，對(duì)水中微小懸浮顆粒、大的膠體粒子和細(xì)菌的分離非常有效，但在小分子溶質(zhì)、病毒等的分離方面存在嚴(yán)重不足，孔徑分布不均勻和孔徑過(guò)大導(dǎo)致過(guò)濾精度差，這極大地限制了陶瓷膜在分離精度要求高的許多領(lǐng)域的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，公開(kāi)一種板式碳化硅納米陶瓷過(guò)濾濾芯，本發(fā)明的另一目的是公開(kāi)這種板式碳化硅納米陶瓷過(guò)濾濾芯的制備方法。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一個(gè)發(fā)明目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種板式碳化硅納米陶瓷過(guò)濾濾芯，包括平板狀的基體，所述基體內(nèi)均勻設(shè)置若干個(gè)管腔，所述基體由碳化硅顆粒燒結(jié)而成，組成所述基體的顆粒間的立體網(wǎng)狀孔隙的平均孔徑為5-8微米，其特征在于：除所述管腔外的所述基體表面設(shè)置由碳化硅顆粒燒結(jié)而成的納米層，組成所述納米層的顆粒間的立體網(wǎng)狀孔隙的平均孔徑為50-100納米。

進(jìn)一步地，所述管腔貫通所述基體或不貫通所述基體。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二個(gè)發(fā)明目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案包含如下步驟：

①將粒度為#200（日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS R6001-1998，以下同）粗碳化硅陶瓷粉、水和聚乙二醇按照質(zhì)量百分比為60%：35%：5%的比例混合，利用噴霧造粒機(jī)制成粒徑為300微米到500微米顆粒；

②將粒度為#3000細(xì)碳化硅陶瓷粉、水和聚乙二醇按照質(zhì)量百分比為60%：35%：5%的比例混合，利用噴霧造粒機(jī)制成粒徑為30微米到50微米顆粒；

③將步驟①的顆粒和步驟②的顆粒按照3:2的比例調(diào)配，通過(guò)模具利用1500噸壓力機(jī)擠壓成內(nèi)均勻設(shè)置若干個(gè)管腔的平板狀坯料；

④將平均粒徑為100納米的納米碳化硅陶瓷粉、水和聚乙二醇按照質(zhì)量百分比為37%：60%：3%的比例混合成懸浮液；

⑤將步驟④的懸浮液均勻噴涂在平板狀坯料的外表面；